TRR 356:  Genetische Diversität, die biotische Interaktionen von Pflanzen gestaltet (PlantMicrobe)

• Fachliche Zuordnung: Biologie ; Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491090170

Landwirtschaftliche Produktivität ist die Grundlage menschlicher Zivilisation und basiert auf gesunden Pflanzen. Mikroorganismen können Pflanzengesundheit fördern oder schädigen. Symbiontische Mikroben versorgen Pflanzen mit Nährstoffen und verbessern so ihre Gesundheit und Erträge, während Pathogene vollständige Ernteausfälle und entsprechende soziale und ökonomische Verwerfungen hervorrufen können. Investitionen in eine nachhaltige, wissenschaftsbasierte Verbesserung der Pflanzengesundheit sind daher unerlässlich. Die LMU München, die TU München und die EKU Tübingen haben in die Zahl der Forschungsgruppen, die sich mit den biotischen Interaktionen von Pflanzen befassen, investiert und drei international sichtbaren Kompetenzzentren aufgebaut. Durch die Zusammenführung dieser Hotspots entsteht TRR356, Genetic diversity shaping biotic interactions of plants (PlantMicrobe), mit der langfristigen Vision, Pflanzengesundheit mit neuartigen genetischen Ressourcen, Protokollen und Werkzeugen zu verbessern. Die Forschungsstrategie des TRR356 ist einzig- und neuartig, da sie die natürliche genetische Variation als Quelle für Entdeckungen und als Werkzeug zur Entschlüsselung molekularer Mechanismen der biotischen Interaktionen von Pflanzen nutzt. Die physische Kontaktzone zwischen Wirtspflanzen und infizierenden Mikroben unterliegt ständiger molekularer Kommunikation, die zur Koevolution von Infektions- und Verteidigungsstrategien führt. Die Akteure, die das Ergebnis dieser Begegnung bestimmen - chemische Signale, Nährstoffflüsse, Makromoleküle und/oder Toxine - sind evolutionären Veränderungen unterworfen. Die daraus resultierende Vielfalt genetischer Determinanten der biotischen Interaktionen von Pflanzen ist eine wertvolle Ressource, für die Entdeckung neuer Gene und ihrer Varianten sowie für das Verständnis ihrer Funktion und ihrer gezielten Nutzung zur Verbesserung der Symbiose und Pathogenabwehr. Die Revolution in der Genomik erlaubt TRR356, dieses Potenzial der Innovationen der Natur auszuschöpfen. Die strategische Einbindung eines Forschungsdatenmanagementprojekts positioniert TRR356 hervorragend, um die zur Erforschung der natürlichen Vielfalt notwendigen umfangreichen Datensätze zu verwalten und bioinformatisch zu analysieren. Langfristig wird TRR356 Wissen und gesundheitsfördernde Genvarianten als Grundlage biotechnologischer Strategien zur Verbesserung der Pflanzengesundheit durch Steigerung von Pflanzenernährung über Wurzelsymbionten und Kontrolle von Pflanzenkrankheiten bereitstellen. TRR356 trägt zur Anwendbarkeit dieser Ressourcen durch Öffentlichkeitsarbeit bei, die die Herausforderungen der nachhaltigen Landwirtschaft und die Vorteile von Genomeditierung erklärt. TRR356 bündelt und stärkt das umfassende und komplementäre Fachwissen über Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroben an allen beteiligten Forschungsstandorten und fördert die Pflanzenbiologie als zentrales Element innerhalb der Wissenschaftslandschaft der LMU, TUM und EKUT.

• DFG-Verfahren: Transregios

Laufende Projekte

• A02 - Diversität im Einfluß des Karrikin Signalwegs auf die arbuskuläre Mykorrhiza Entwicklung (Teilprojektleiterin Gutjahr, Caroline )
• A03 - Beitrag von Transposons von Blumeria graminis zur kompatiblen Interaktion mit Getreidewirtpflanzen (Teilprojektleiter Hückelhoven, Ralph ;  Tellier, Aurélien )
• A04 - Einfluss der genetischen Diversität innerhalb der basidiomyceten Hefen der Gattung Dioszegia auf die Fortpflanzungsfähigkeit des obligaten Pathogens Albugo laibachii auf Arabidopsis thaliana (Teilprojektleiter Kemen, Eric )
• A05 - Allele, die Fitness in verschiedenen biotischen Umgebungen beeinflussen (Teilprojektleiter Schandry, Niklas )
• A06 - Infektionsinduzierte Diversifikationsraten von Resistenzgenen (Teilprojektleiter Schneeberger, Korbinian )
• A07 - Genomische und geografische Verteilung von NLRs und passenden Effektoren im A. thaliana - H. arabidopsidis Pathosystem (Teilprojektleiter Weigel, Ph.D., Detlef )
• B01 - Regulierung der Plasmamebrandynamik im Nanobereich bei der pflanzlichen Immunsignalgebung (Teilprojektleiter Gronnier, Ph.D., Julien )
• B02 - Diversifizierung der BIR Rezeptorkinasefamilie und dessen Einfluß auf Pflanzengesundheit und Ertrag (Teilprojektleiterin Kemmerling, Birgit )
• B03 - Effektor-vermittelte Manipulation der Polyamin Konzentration in Wirtszellen (Teilprojektleiter Lahaye, Thomas )
• B04 - Aufklärung der funktionellen Diversifizierung innerhalb der C4-Proteine von Geminiviren (Teilprojektleiterin Lozano-Durán, Ph.D., Rosa )
• B05 - Funktionelle Diversifizierung innerhalb der mikrobiellen NLP Superfamilie (Teilprojektleiter Nürnberger, Thorsten )
• B06 - Sequenzanpassungen der Symbiosis Receptor-like Kinase (SymRK) für die Entwicklung der stickstofffixierenden Wurzelknöllchensymbiose (WKS) (Teilprojektleiter Parniske, Martin )
• B07 - Genetische und funktionelle Diversität der SymRK homologous receptor kinases von Lotus in der Wurzelendosymbiose (Teilprojektleiterin Parys, Ph.D., Katarzyna )
• B08 - Funktionelle Diversität der Arabidopsis thaliana SHRK Familie (Teilprojektleiterin Ried, Martina )
• B09 - Auflösung von CrRLK1L Signalwegen zur Regulation von Krankheitsanfälligkeit und Resistenz gegen Mehltau (Teilprojektleiter Stegmann, Martin )
• INFI01 - Virtuelle Umgebung für Forschungsdaten und Analyse (VERDA) (Teilprojektleiter Hachinger, Stephan ;  Krüger, Jens ;  Mayer, Klaus F.X. )
• Z01 - Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiter Parniske, Martin )
• Z02 - Vergleichenden Ultrastruktur der Schnittstelle zwischen Pflanzen und Mikroorganismen (Teilprojektleiter Klingl, Andreas )
• Z03 - Vergleichende Genomik zur Analyse der Diversität und Konservierung von Pflanze-Mikroben Interaktionen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kamal, Nadia ;  Mayer, Klaus F.X. )
• Ö01 - Vorteilhafte und schädliche Pflanzen-Mikroben Interaktionen – und die Rolle genetischer Diversität (Teilprojektleiterinnen Hann, Ph.D., Dagmar ;  Kadereit, Gudrun )

• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Mitantragstellende Institution: Eberhard Karls Universität Tübingen; Technische Universität München (TUM)
• Beteiligte Institution: Helmholtz Zentrum München; Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt; Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB); Bayerische Akademie der Wissenschaften ; Leibniz-Rechenzentrum; Max-Planck-Institut für Biologie; Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP)
• Sprecher: Professor Dr. Martin Parniske