Aufklärung des Mechanismus der Baculovirus-Resistenz (Typ I) beim Apfelwickler durch Identifizierung des PE38-Bindungskomplexes während der CpGV-Infektion in Cp14R-Zellen

• Antragsteller: Dr. Jiangbin Fan
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491241735

Die Larven des Apfelwicklers (Cydia pomonella, Familie Tortricidae) bohren sich in unreife Äpfel und vollenden dort ihre Larvalentwicklung. Dieser Fruchtbefall führt zu hohen wirtschaftlichen Verlusten. Verschiedene Isolate des Cydia pomonella granulovirus (CpGV), spielen im Obstbau als kommerzielle Pflanzenschutzmittel eine bedeutende Rolle und werden sowohl im ökologischen wie im konventionellen Apfelanbau verwendet. Eine Resistenz des Apfelwicklers gegen CpGV wurde bisher in sieben Ländern Europas und im US-Bundesstaat Washington (USA) bestätigt, wobei drei verschiedene Resistenztypen (I-III) gefunden wurden. Der Resistenztyp I ist in Europa am weitesten verbreitet und ist gegen das virale Gen pe38 gerichtet. CpGV-Isolate, die ein pe38-Gen ohne eine 2×12 bp Wiederholungssequenz besitzen, sind in der Lage, den Resistenztyp I zu brechen. Dieser Befund war die Grundlage zur Entwicklung resistenzbrechender CpGV-Produkte und der Weiterentwicklung von Resistenzmanagementstrategien. Im Fokus des vorliegenden Projekts steht die Aufklärung der Funktion des pe38 und der frühen Ereignisse im CpGV-Infektionsprozess beim Apfelwickler. Vorarbeiten haben gezeigt, dass das pe38-Expressionsniveau im CpGV-Infektionsprozess von Apfelwicklerlarven und bei Apfelwicklerzellkulturen (CM-Cp14R-Zelllinie) eher niedrig ist. Dies macht es schwierig, PE38 und dessen potentiellen Interaktionspartner zu isolieren und zu identifizieren. Um diese Einschränkung zu umgehen und die Rolle von pe38 bei der CpGV-Infektion und im Resistenzprozess von CM-Larven zu untersuchen, sollen Cp14R-pe38-Zelllinien, die PE38 konstitutiv exprimieren, stabil transformiert werden. Hierdurch sollen die Funktion von PE38 und dessen Protein- bzw. DNA-Interaktionspartner untersucht werden. Mittels Pull-Down-Experimenten und anschließenden LC-MS/MS-Analysen und Illumina-Sequenzierungen sollen die Aminosäureabschnitte bzw., Nukleinsäuresequenzen bestimmt werden, die als zelluläre Interaktionspartner von PE38 fungieren. Mittels der verfügbaren Genomsequenzen des Apfelwicklers und des CpGV-M können dann die dazugehörigen Wirts- bzw. Virusgene identifiziert werden. Eine intrazelluläre Lokalisierung des PE38 während der Infektion soll mittels konfokaler Mikroskopie verfolgt werden, um die dessen Funktion näher zu beschreiben, Die Transkription ausgewählter viraler Gene wird quantifiziert, um den Einfluss verschiedener Ursprünge von PE38 auf die die Virusreplikation und -vermehrung bei CpGV-Infektionen zu bestimmen.Das Projekt soll somit die Frage klären, welche Rolle pe38 bei der Infektion des Wirtsinsektes spielt und wie es resistenten Apfelwicklern gelingt, die CpGV-Replikation im Frühstadium der Infektion zu blockieren Die Aufklärung der Funktion des pe38 ermöglicht nicht nur den molekularen Mechanismus der CpGV-Resistenz zu verstehen, sondern auch neue Wege zu einer nachhaltigen Anwendung von Baculoviren als biologische Pflanzenschutzmittel aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen