Beteiligung kleiner RNAs (small RNAs) an der Unterscheidung symbiotischer und pathogener Pilze in Tomaten

• Antragstellerin: Dr. Maitree Pradhan
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518272331

Die intensive Nutzung von chemischen Düngemitteln und Fungiziden stellt eine wachsende Gefahr für unsere Böden und unser Wasser dar, führt zur Artenabnahme und zur Akkumulation von Toxinen in unserer Nahrungskette. Eine nachhaltige Landwirtschaft undLebensmittelproduktion erfordert deshalb neue Lösungen, unter Einbeziehung unseres verbesserten Verständnisses der molekularen Zusammenhänge der Überlebensstrategien der Pflanzen unter wechselnden Umweltbedingungen. Natürliche Partner der Pflanzen,wie die arbuskuläre Mycorrhizapilze, können dabei eine wichtige Rolle spielen, um die Pflanzen mit ausreichenden Nährstoffen zu versorgen, die Pathogenabwehr zu fördern und ihre Überlebensfähigkeit zu steigern. Die Produktivität unserer Kulturpflanzen wird oft durch abiotische Faktoren wie nährstoffarme Böden (z.B. Phosphat) oder durch Pathogenbefall reduziert. Diese Faktoren werden in der intensiven Landwirtschaft, die weitgehend Monokulturen nutzt, noch verstärkt. Pflanzen können sich an viele Umweltsituationen anpassen, indem sie die Expression einer Vielzahl von Genen auf transkriptioneller aber auch posttranskriptioneller Ebene verändern. Nicht-codierende RNAs (ncRNAs) wurden als neue Elemente für die Genregulation in Pflanzen aber auch den pflanzenassoziierten Pilzen (Pathogene und Symbionten), erkannt. Wir vermuten, dass Pflanzen und die assoziierten Pilze ncRNAs zur interorganismischen Kommunikation benutzen, um ihre zellulärenProgramme gegenseitig zu beeinflussen. ncRNAs könnten auch in komplexen Reaktionen wichtig sein und Pflanzen erlauben, sich an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen. ncRNAs von arbuskulären Mycorrhizapilzen könnten eingesetzt werden, um stressresistente Pflanzen zu generieren und die Nährstoffaufnahme zu verbessern. Der Einsatz dieser ncRNAs würde also den Einsatz von Chemikalien im Sinne einer nachhaltigen, umweltschonenden Landwirtschaft, reduzieren. Im vorliegenden Antrag möchten wir die Rolle von ncRNAs in der Resistenz von Pflanzen gegenüber biotischen Faktoren sowie die Funktion, um zwischen pathogenen und symbiontischen Pilzen, untersuchen. Die Hauptziele dieses Antrags sind: 1. Entschlüsseln Sie die Dynamik von smRNAMustern während der symbiotischen und pathogenen Pilzinteraktion mit Tomaten. 2. Erkunden Sie smRNAs des Trans-Königreichs und ihre biologischen Funktionen während pathogener und symbiotischer Pilzinteraktionen. 3. Verstehen Sie die Rolle von AM-Pilzen beim Schutz des Wirts vor Pilzpathogenen. Für die Untersuchungen werden wir ein tri-trophic Interaktionssystem, bestehend aus Tomatenpflanzen als Wirtspflanze, Fusarium oxysporum (Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici) als Pathogen, und Rhizophagus irregularis als arbuskulärer Mycorrhizapilz, unter phosphatlimitierten Bedingungen, verwenden.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle