Molekulare Analyse der Sekundärmetabolitbildung in Alternaria alternata mit einem Schwerpunkt auf der Perylenchinon (PQ) Biosynthese

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Fischer
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459923346

Pilze der Gattung Alternaria befallen viele Nutzpflanzen wie z.B. Tomaten und Getreide. Verschiedene Sekundärmetabolite von Alternaria-Pilzen wie Alternariol (AOH) und dessen Derivate können schwerwiegende gesundheitliche Folgen für Mensch und Tier haben und werden als Mykotoxine eingestuft. Weitere wichtige Alternaria Mycotoxine sind die Perylenchinone (PQ) Altertoxin I-III (ATX). Daneben kodiert das Genom eine Reihe weiterer Sekundärmetabolitgencluster, von denen noch nicht bekannt ist, für welche Moleküle sie zuständig sind. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen die Gene entschlüsselt werden, die für die Biosynthese der ATXs notwendig sind. In Vorversuchen wurde entdeckt, dass die ATX-Biosynthese die anfängliche Polyketidsynthese mit der Melaninbiosynthese gemeinsam hat. Offensichtlich sind aber nur einige Gene, die benötigt werden, in der Nähe des Polyketidsynthasegens, pksA, im Genom angeordnet. Um weitere Gene für die Biosynthese zu identifizieren, soll ein revers-genetischer Ansatz verfolgt werden, da die ATX Biosynthese der Cercosporinbiosynthse in Cercospora beticola ähnelt, und dort einige Gene bekannt sind. Daneben sollen Alternariagenome, die in Datenbanken vorliegen, hinsichtlich möglicher beteiligter Gene untersucht werden. Es kann sein, dass die Gene in einigen Isolaten in einem Cluster vorliegen. Weiterhin sollen RNAseq Analyse von Stämmen, die unter Bedingungen mit sehr hoher PQ Bildung mit denen mit sehr niedriger PQ Bildung verglichen werden. Damit sollen weitere Kandidatengene der PQ Bildung identifiziert werden. Die detaillierte Analyse der Gene und die Charakterisierung der Metabolite entsprechender Deletionsmutanten ist ein wichtiges Hilfsmittel für die Aufklärung des Biosyntheseweges. Ein weiteres Ziel dieses Projektes ist ein Verständnis der molekularen Regulation der PQs Bildung. Die Rolle von PQ als Virulenzfaktoren soll mit Tomaten untersucht werden. Weiterhin sollen fünf weitere Sekundärmetabolitgencluster initial untersucht werden, so daß zumindest die Substanzen zugeordnet werden können, für deren Bildung sie verantwortlich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen