Charakterisierung des Resistenzgens RPB1 von Arabidopsis thaliana gegen Plasmodiophora brassicae
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Resistenzgen RPBI aus den Ökotypen Tsu-0, Ze-0, Ta-0 und RLD von Arabidopsis thaliana vermittelt eine dominant vererbte Resistenz gegen den obligaten Wurzelparasiten Plasmodiophora brassicae. Das Gen wurde in einem Abschnitt kartiert, in dem gemäß der Columbia-Sequenz 14 kodierende Sequenzen liegen. Durch Komplementationsexperimente in anfalligen A. thaliana Ökotypen mit klonierten Fragmenten von resistenten Ökotypen wurden die Kandidatengene durchmustert und ein Genfragment als RPBI identifiziert. Ein Teilfragment einer cDNA von RPBI konnte aus Wurzeln isoliert werden, womit die Genvoraussage partiell bestätigt und eine Expression von RPBI auf sehr niedrigem Niveau gezeigt werden konnte. Gemäß den Sequenzen dieser Resistenz-vermittelnden Fragmente und der daraus abgeleiteten Genvoraussage kodiert RPBI ein Protein, das drei Transmembran-Domänen und eine DDF Domäne. RPBI ist damit ein neuer Typ von R-Gen. Dieses Protein ist gemäß Ableitung aus der Aminosäure-Sequenz vermutlich am Plasmalemma lokalisert, wobei die N-terminale DUF-Domäne ins Cytoplasma weist. Kreuzungsexperimente des resistenten Ökotypen Tsu-0 mit Mutanten in den Signalwegen von Salicylsäure, Jasmonsäure und Ethylen zeigen keinen Einfluss dieser Phytohormone auf die Resistenzreaktion aber Kreuzungsexperimente mit einer Mutante des Gens SGTla (At4g23570) zeigen einen epistatischen Effekt des Gens über RPBI, Das Genprodukt von RPBI ist daher vermutlich in eine Signaltransduktionskette eingebunden, in der Protein-Ubiquitinierung und Protein-Degradation wichtige Faktoren darstellen. Um weitere Einblicke in den Resistenzmechanismus zu gewinnen wurden Mikroarray-Analysen mit dem resistenten Ökotyp Tsu-0 durchgeführt und die Daten verglichen mit den Mikroarray-Daten der kompatiblen Interaktion. Dieser Vergleich der kompatiblen und inkompatiblen Interaktion deutet auch auf eine große Bedeutung von Proteinsynthese und Degradation in der Resistenzreaktion. AP2/EREBP und NAC Domänen Transkriptionsfaktoren sowie Hitzeschockfaktoren erscheinen bei der Resistenzreaktion sehr stark reguliert und sind vermutlich wichtige Faktoren in der Signaltransduktionskette, die von RPBl induziert wird,
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- F. Rehn, A. Arbeiter, N. Galfe and J. Siemens (2008) RPB l -mediated resistance to Plasmodiophora brassicae in Arabidopsis thaliana. Int. Conference on Plant Pathology, Aug. 2008 Turin, Italien
- F. Rehn, A. Arbeiter, N. Galfe and J. Siemens (2008) RPBl -mediated resistance to Plasmodiophora brassicae in Arabidopsis thaliana. Int. Conference on Genetics, Juli 2008, Berlin, Bundesrepublik Deutschland
- Frank Rehn (2006) Hunting for RPBl, an Ärabidopsis thaliana gene that confers resistance against Plasmodiophora brassicae. Vortrag auf der 4. Mitteldeutschen Pflanzenphysiologie-Tagung, Jan. 2006, Dresden, Bundesrepublik Deutschland
- Frank Rehn (2007) The resistance locus RPBl in Ärabidopsis thaliana" Vortrag auf dem 5. Mitteldeutschen Pßanzenphysiohgen-Treffen, Feb. 2007, Leipzig
- Frank Rehn (2008) The complex clubroot resistance locus RPB1 in Ärabidopsis thaliana'" Vortrag auf dem Mitteldeutschen Pßanzenphysiohgen-Treffen Feb. 2008, Jena, Bundesrepublik Deutschland
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Johannes Siemens (2004) The gene RPBl confers resistance of Ärabidopsis thaliana to the obligate biotrophic parasite Plasmodiophora brassicae. Brassica 2004, Daejon, Korea
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Johannes Siemens (2005) Resistance of Ärabidopsis thaliana to the obligate biotrophic parasite Plasmodiophora brassicae. Molekularbiologie der Pflanzen, März 2005, Dabringhausen, Bundesrepublik Deutschland
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Andrea Zieris, Silvana Gutsch, Johannes Siemens (2005) The Gene RPBl confers Resistance of Ärabidopsis thaliana to the obligate biotrophic Root Parasite Plasmodiophora brassicae. International Ärabidopsis Conference, Juni 2005, Madison, Wisconsin,USA
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Oindrilla Mukherjee, Johannes Siemens (2007) Monogenic inherited clubroot resistance in Ärabidopsis thaliana is dependent on expression of the gene SGTla. XIII. Conference of Molecular Plant-Microbe Interaction, Juli 2007, Sorrento, Italien
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Oindrilla Mukherjee, Johannes Siemens (2007) RPB1 mediated clubroot resistance in Ärabidopsis thaliana is dependent on expression of the gene SGTla. Molekularbiologie der Pflanzen, Februar 2007, Dabringhausen, Bundesrepublik Deutschland
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Susanne Reinhardt, Johannes Siemens (2006) Monogenic inherited clubroot resistance in Ärabidopsis thaliana is dependent on expression of the gene sgtla. Brassica 2006, Sept. 2006, Wageningen, Niederlande
- Frank Rehn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Susanne Reinhardt, Johannes Siemens (2006) RPBl mediated clubroot resistance in Ärabidopsis thaliana is dependent on expression of the gene SGTla. 7th conference of European Foundation for Plant Pathology, European Federation of Plant Pathology, August 2006, Kopenhagen, Dänemark
- Frank Renn, Andrea Arbeiter, Nadine Galfe, Oindrilla Mukherjee, Johannes Siemens (2007) Monogenic inherited clubroot resistance in Ärabidopsis thaliana is dependent on expression of the gene SGTla. Deutsche Botanik-Tagung, Sept. 2007, Hamburg, Bundesrepublik Deutschland
- Johannes Siemens (2004) Transcriptome analysis of Ärabidopsis thaliana roots infected with Plasmodiophora brassicae (clubroot). Vortrag auf der Konferenz Brassica 2004, Daejon, Korea
- Johannes Siemens (2005) Polygenic and monogenic resistance of Ärabidopsis thaliana to Plasmodiophora brassicae. Vortrag in Unitö Mixte de Recherche INRA ENSAR, Februar 2005, Reimes, Frankreich
- Johannes Siemens (2006) Cloning of the clubroot resistance gene RPBl in Ärabidopsis, Vortrag im Institut für Pflanzen Biochemie und Physiologie der Universität Antwerpen, März 2006, Antwerpen, Belgien
