Charakterisierung von Resistenzgenen gegen Verticillium longisporum in Brassicaceen
Biochemie
Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Verticillium longisporum ruft ein komplexes Muster an Krankheitssymptomen und Entwicklungsveränderungen hervor, wie die vorzeitige Samenreife, Chlorosen und Verzwergung. Das Ziel dieses Projekts bestand in der Identifikation von Genen, die verschiedene Krankheits- und Resistenzparameter kontrollieren, sowie in der Beteiligung von Genen, die die Entwicklung der Wirtspflanze steuern, am Krankheitsgeschehen. In den Arten Brassica alboglabra und Arabidopsis wurden jeweils verschiedene Akzessionen gefunden, die sich für ihren Krankheits- bzw. Resistenzphänotyp stark unterschieden und für ein Kartierungsexperiment genutzt wurden. Da beobachtet wurde, das bei beiden Arten die systemische Kolonisation des Sprosses erst zu Beginn der Blüte auftrat, wurden die Experimente unter Langtagbedingungen durchgeführt und die Pflanzen zu Beginn der Samenreife ausgewertet, wobei auch die Kolonisation mit dem Pilz in Sprossspitzen erfasst wurde. In B. alboglabra wurden 2 QTL identifiziert, die deutlich mehr als 20% der Variation für die Kolonisationsrate und das Befallsintegral erklärten. Auch die QTL, die verschiedene Verzwergungsparameter kontrollierten, überlappten zum Teil mit denen für Kolonisationsresistenz und Befallsintegral. QTL, die das Blühverhalten kontrollierten, waren auf anderen Chromosomen lokalisiert und wurden unabhängig von den Resistenzparametern vererbt. Wie bei B. alboglabra war auch bei Arabidopsis die systemische Kolonisationsrate der Resistenzparameter, der am besten reproduzierbar war. In Arabidopsis vererbte sich die Verzwergungsresistenz allerdings meist unabhängig von der Kolonisationsresistenz. QTL, die die Kolonisationsresistenz kontrollierten, waren oft in der Nähe von bekannten Entwicklungsgenen oder nahe beim Erecta Gen. Eine Feinkartierung verschiedener Resistenzparameter in der Erecta Region ergab eine enge Kopplung zwischen zwei Loci, die entweder Kolonisationsresistenz oder Verzwergungsresistenz kontrollierten. Die QTL bzw. Kandidatengene aus Arabidopsis sollen in einem Folgeprojekt dazu genutzt werden, mögliche Co-Lokalisation mit den identifizierten QTL aufzudecken und homologe bzw. orthologe Loci in Brassica zu identifizieren. Die Klonierung von Genen, die die Kolonisations- oder Verzwergungsresistenz kontrollieren, wird die funktionelle Analyse beider Resistenztypen erlauben. Die Interaktion des Krankheitsphänotyps mit Entwicklungsvorgängen war komplex und sollte im experimentellen Design berücksichtigt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009): Genetics of resistance against the vascular pathogen Verticillium longisporum in Brassica and Arabidopsis thaliana. In: Feldmann, F., Alford, D. V., Furk, C. (eds.): Crop plant resistance to biotic and abiotic factors: Current potential and future demands. Proceedings of the 3rd international symposium of plant protection and plant health in Europe, Berlin, Germany
Häffner, E., Konietzki, S., Socquet-Juglard, D., Gerowitt, B. & Diederichsen, E.
- (2010) Genetic and environmental control the Verticillium syndrome in Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biol 10: 235
Häffner E, Karlovsky P, Diederichsen E
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1471-2229-10-235)
