Analyse der Virulenzkomponenten zweier wichtiger Gerstenpathogene

• Antragstellerin: Dr. Fluturë Novakazi
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 557171467

Die mit Krankheitsresistenz verbundene Pflanzengenetik ist gründlich untersucht und Resistenzgene wurden für eine Vielzahl von Pathosystem identifiziert. Um die Interaktion zwischen dem Wirt und dem jeweiligen Erreger zu verstehen, ist es notwendig, die Genetik des Erregers und seine Virulenzfaktoren zu untersuchen. Verschiedene Genotypen desselben Erregers können sich in ihrem Virulenzspektrum stark unterscheiden, d. h. in ihrer Fähigkeit, Krankheitssymptome bei einem bestimmten Wirtsgenotyp hervorzurufen. Virulenz wird durch Avirulenz-/ Virulenzfaktoren gesteuert, die wiederum mit den Resistenz- oder Anfälligkeitsgenen des Wirts interagieren. Gerste ist in vielen Teilen der Welt eine wichtige Getreidepflanze. Zwei der wichtigsten Pilzkrankheiten an Gerste sind Pyrenophora teres und Rhynchosporium commune, die Erreger der Netzfleckenkrankheit bzw. der Rhynchosporium-Blattflecken. In Gerste wurden zahlreiche Resistenzgene und -loci gegen beide Krankheitserreger identifiziert, aber nur eine Handvoll Virulenzfaktoren in den Erregern wurden beschrieben. Angesichts der Fülle an Resistenz- und Anfälligkeitsgenen in Gerste ist jedoch zu erwarten, dass noch viele weitere Avirulenz-/ Virulenzloci in P. teres und R. commune vorhanden sind. Um die Wirt-Pathogen-Interaktion dieser Pathosysteme zu verstehen, ist es notwendig, diese zugrunde liegenden genetischen Regionen und Gene in den Pathogenen zu identifizieren und ihre Interaktion mit ihren Pendants im Wirt zu untersuchen. Im letzten Jahrzehnt gab es enorme Fortschritte bei Sequenzierungsplattformen, die zu einem erheblichen Rückgang des Arbeitsaufwands und der Kosten führten. Die Sequenzierung des gesamten Genoms (Whole Genome Sequencing; WGS) ist mittlerweile für viele Organismen erschwinglich, insbesondere bei kleiner Genomgröße. Mit WGS können Gensequenzen von Kandidatengenen und deren Varianten in verschiedenen Individuen identifiziert werden. In zwei aufeinanderfolgenden Jahren werden mit P. teres oder R. commune infizierte Blattproben aus ganz Deutschland gesammelt. Aus diesen Proben werden etwa 200 Isolate für jeden Erreger in Gewächshausversuchen getestet und mittels WGS genotypisiert, mit dem Ziel, (i) die Prävalenz von P. teres und R. commune in Deutschland zu bestimmen, (ii) die räumliche Verteilung von P. teres f. teres und P. teres f. maculata zu bestimmen, (iii) die Anzahl der Pathotypen und deren Verteilung zu bestimmen, (iv) die Populationsstruktur und genetische Vielfalt der deutschen P. teres- und R. commune-Populationen zu analysieren und (vi) QTL zu identifizieren, die mit den zugrundeliegenden Virulenzfaktoren und Genen assoziiert sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen