Das Resistenzprotein Rz2 aus Beta vulgaris erkennt das Avirulenzprotein „triple gene block I“ des beet necrotic yellow vein virus – Charakterisierung der Interaktion und Bewertung der Resistenzstabilität

• Antragsteller: Professor Dr. Mark Varrelmann
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 519632024

Im Rahmen des DFG-Forschungsprojektes ist beabsichtigt, die Art der Interaktion zwischen TGB1 und Rz2 genauer charakterisieren, um einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis antiviraler Resistenzmechanismen mit extrem breiter Erkennung in einer bisher nicht untersuchten Pflanzenart zu leisten. Da Rz2 auch im Experimentalwirt N. benthamiana funktionell ist, kann ausgeschlossen werden, dass Spezies-spezifische Faktoren aus B. vulgaris für die Erkennung notwendig sind. Gegenstand der Untersuchung ist zum einen die funktionelle Charakterisierung der einzelnen Domänen von Rz2 sowie die Aufklärung möglicher intramolekularer Interaktionen. Für ein besseres Verständnis der Interaktion ist auch die Charakterisierung der Lokalisation auf subzellulärer Ebene erforderlich. Dies umfasst unter anderem den Nachweis einer für die Interaktion notwendigen subzellulären Kolokalisation beider Proteine. Mit diesen Arbeiten soll ein tiefergehendes Verständnis der Funktionsweise von Rz2 erarbeitet werden. Die komplexe Signalkaskade des Resistenzmechanismus von der Erkennung des TGB1 bis zur Auslösung einer ER/HR durch Rz2 besteht aus vielen Proteininteraktionen; es gibt bisher jedoch nur wenige Studien mit o.a. Modellspezies zum gesamten Interaktionsnetzwerk. Das neuartige „proximity labeling“ von interzellulären Proteininteraktionspartnern soll bei Rz2 angewendet werden, um wichtige Interaktionspartner der Erkennung und Signaltransduktion zu identifizieren und anschließend zu validieren. Durch den zunehmenden Anbau von Rz2 resistenten Sorten wird ein starker Selektionsdruck auf die bodenbürtigen BNYVV Populationen ausgeübt, wodurch die Entstehung resistenzbrechender Varianten gefördert wird. Auf Grund der großen Bedeutung von Rz2 für den Zuckerrübenanbau, ist die Dauerhaftigkeit der Resistenz absolut essenziell. Daher ist ein weiteres Projektziel, die Rz2 Resistenzstabilität zu bewerten. Hierfür sollen verschiedene experimentelle Ansätze unter Ausübung von künstlichem und natürlichem Selektionsdruck angewendet werden, um resistenzbrechende TGB1 Varianten in BNYVV Populationen zu identifizieren. Diese Ergebnisse verbessern insgesamt unser Verständnis der viralen Evolution zur Anpassung an pflanzliche Resistenzfaktoren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Sebastian Liebe