Expression profiling in Brassica napus L. infected with Verticililium longisporum
Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ein ungerichtetes Transkriptom-Profiling mittels cDNA-AFLP wurde in verschiedenen Infektionsstadien und Pflanzenteilen in der Interaktion von V. longisporum (VL) mit B. napus durchgeführt. Während sich weitgehend ähnliche Intensitäten von Genregulationen in verschiedenen Infektionssituationen ergaben, waren differentielle Subsets von regulierten Genen unter lokalem vs. systemischem Pathogeneinfluß identifizierbar. Gewebe mit starker Pilzbesiedlung zeigten erhöhte Genexpression gegenüber weitgehend pathogenfreien Geweben in inokulierten Pflanzen. Signifikante Reaktionen der Salicylsäure (SA)-abhängigen Signalsysteme wurden in verschiedenen anfälligen Rapsgenotypen bestätigt. SA- und SA-Glukosidgehalte waren im Stängelgewebe und Xylemsaft VL befallener Pflanzen stark erhöht, während Jasmonsäure (JA) unverändert und ABA nur leicht erhöht waren. Entsprechend war die Aktivität SA-abhängiger Gene wie PR-1 und PR-3 erhöht, während das JA/ET-abhängige PDF1.2 kaum reagierte. Die Bedeutung von SA in der Interaktion wurde durch die erhöhte Krankheitsanfälligkeit von nahG Transformanten von B. napus bestätigt. VL- infizierte Pflanzen zeigten außerdem einen verringerten oxidativen Status (H2O2), was auf einen biotrophen Charakter der initialen Befallsstadien hindeutet. Die Bedeutung von SA bei B. napus steht im Widerspruch zur Interaktion von VL mit Arabidopsis, bei der eine analoge Rolle der JA/ET-abhängigen Signalketten gezeigt wurde. Präinokulative Bodenapplikation mit BABA (ß-aminobutyric acid) induzierte Resistenz in B. napus gegen VL, die zwar nicht die Wurzelinfektion, wohl aber Wachstum und Ausbreitung des Pilzes in Hypokotyl und Spross inhibierte. Die durch BABA induzierte Resistenz zeigte sich in stark erhöhter PAL-Aktivität und auffälliger Bildung von phenolreichen Zellen in Nachbarschaft befallener Xylemgefässe. Obwohl pathogeninduzierte erhöhte SA-Gehalte den Befall mit VL nicht vollständig unterdrücken können, wird SA als ein wichtiger Faktor der basalen Resistenz von B. napus gegenüber VL angesehen. Mit VL vorinokulierter Raps reagierte unterschiedlich auf Infektion mit zwei nekrotrophen Sprosspathogenen. Die partielle Unterdrückung der Läsionen durch S. sclerotiorum gegenüber keinem Effekt auf die Infektion mit Phoma lingam muss noch weiter geklärt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Beteiligung systemischer Signale an der Symptomauslösung bei Brassica napus nach Infektion mit Verticillium longisporum und V. dahliae. PhD thesis
Nadine Riediger
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(2009) Internal resistance in winter oilseed rape inhibits systemic spread of the vascular pathogen Verticillium longisporum. Phytopathology, 99(7), 802-811
Eynck, C., B. Koopmann, P. Karlovsky, A. v. Tiedemann
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(2009) Salicylic acid and salicylic acid glucoside in xylem sap of Brassica napus infected with Verticillium longisporum. J Plant Research, 122, 571-579
Ratzinger, A., N. Riediger, A.v. Tiedemann, P. Karlovsky
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(2009) Silencing of Vlaro2 for chorismate synthase revealed that the phytopathogen Verticillium longisporum induces the cross-pathway control in the xylem. Appl Microbiol Biotechnol 85 (6), 1961-1976
Singh S., S. A. Braus-Stromeyer, C. Timpner, G. Lohaus, Van Tuan Tran, M. Reusche, J. Knüfer, T. Teichmann, A.v. Tiedemann & G.H. Braus
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(2012) The plant host Brassica napus induces in the pathogen Verticillium longisporum the expression of functional catalase peroxidase which is required for the late phase of disease. Molecular Plant Microbe Interaction 25, 569-581
Singh S, Braus-Stromeyer SA, Timpner C, Valerius O, von Tiedemann A, Karlovsky P, Druebert C, Polle A, Braus GH
