Identifizierung und Charakterisierung neuer Resistenzquellen gegen das Virus der braunen Rugose bei Tomaten (ToBRFV) zur Erzeugung resistenter Tomatenpflanzen

• Antragsteller: Dr. Khalid Amari Baba
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Virologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533713219

Die Tomate (Solanum lycopersicum L.) ist nach der Kartoffel die wichtigste Gemüsepflanze der Welt, mit einer weltweiten Gesamtproduktion von etwa 186,821 Millionen Tonnen Frischobst. Zu den Krankheitserregern, die die Tomatenproduktion weltweit erheblich beeinträchtigen, gehören Viren. Zur Gattung der Tobamoviren gehören unter anderem das Tabakmosaikvirus (TMV) und das Tomatenmosaikvirus (ToMV), die eine Bedrohung für Tomatenpflanzen im Besonderen und Solanaceae im Allgemeinen darstellen. Resistenzgene gegen Tobamoviren, nämlich Tm-1, Tm-2 und Tm-22, wurden identifiziert und in Zuchtprogrammen eingesetzt, die eine lang anhaltende Resistenz verleihen. Ein neues Tobamovirus namens Tomato Brown Rugose Fruit Virus (ToBRFV), das Tomaten und Paprika infiziert, wurde jedoch zuerst in Israel und Jordanien identifiziert und breitet sich weltweit aus, auch in Deutschland. ToBRFV beeinträchtigt die Tomatenproduktion ernsthaft; leider hat ToBRFV die lang anhaltenden Resistenzgene (Tm-1, Tm-2 und Tm-22) überwunden. Die EPPO hat ToBRFV in die EPPO-Warnliste und in die Liste der Quarantäneorganismen aufgenommen. Daher ist es dringend erforderlich, neue Resistenzquellen zu identifizieren und diese Resistenz durch Züchtungsprogramme in kommerzielle Hybriden oder Sorten einzubringen. Für eine erfolgreiche Infektion interagieren die Viren in verschiedenen Phasen der Infektion mit Wirtsfaktoren, die als Anfälligkeitsfaktoren bezeichnet werden. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, Wirtsgene zu identifizieren, die als Suszeptibilitätsgene (S-Gene) bezeichnet werden und für die Infektion mit ToBRFV im Besonderen und Tobamoviren im Allgemeinen notwendig sind. Wir werden solche Gene identifizieren und funktionell charakterisieren, um neue Strategien zur Viruskontrolle durch die gezielte Modulation dieser Gene zu entwickeln. Dazu werden wir den Wirtsbaum Nicotiana benthamiana verwenden, der ein GFP-markiertes dsRNA-bindendes Protein (B2:GFP) stabil exprimiert, um virale dsRNA abzubauen und durch Massenspektroskopie assoziierte Wirtsproteine zu identifizieren, die an der Replikation in Pflanzen nach einer Infektion mit ToBRFV oder anderen Tobamoviren wie TMV und ToMV beteiligt sind. Mit der CRISPR-Cas-Methode wird die Expression von S-Genen in Tomatenpflanzen moduliert und die Rolle dieser S-Gene bei der Resistenz gegen ToBRFV im Besonderen und Tobamoviren im Allgemeinen bewertet. Die im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts erzielten Ergebnisse werden einen wichtigen Fortschritt auf dem Gebiet der Wirt-Virus-Interaktionen darstellen. Wir erwarten, dass die wissenschaftlichen Fortschritte zu einem besseren Verständnis des molekularen Dialogs zwischen Viren und Wirtszellen führen und dazu beitragen werden, Pflanzenschutz- und Resistenzstrategien für die Entwicklung einer antiviralen Breitspektrumresistenz gegen ToBRFV im Besonderen und Tobamoviren im Allgemeinen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen