Charakterisierung der Immunantwort von Maniok gegen die Ipomoviren CBSV und UCBSV (CaVir)

• Antragstellerin: Dr. Samar Sheat
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566525150

Eine schwere Viruskrankheit, die "Cassava Brown Streak Disease" (CBSD), bedroht den Maniokanbau in Afrika und die Lebensgrundlage von Millionen von Menschen. Die neuartigen Viren (Gattung Ipomovirus, Familie Potyviridae), das "Cassava Brown Streak Virus" (CBSV) und das "Ugandan Cassava Brown Streak Virus" (UCBSV), befallen alle afrikanischen Sorten und führen zu systemischen Infektionen, die auffällige Symptome an Blättern, Stängeln und Wurzeln verursachen. In den essbaren Wurzelknollen sterben große Bereiche ab, wodurch die Knollen ungenießbar werden. CBSD hat sich zu einer bedrohlichen Krankheit für die Cassavaregionen Subsahara-Afrikas und weltweit entwickelt, insbesondere weil es an virusresistenten Cassavasorten und präzisen Virus-Screeningverfahren mangelt. In der Abteilung Pflanzenviren der DSMZ haben wir einen leistungsfähigen Phänotypisierungs-Workflow entwickelt und südamerikanische Kultivare identifiziert, die eine breite Immunität gegen alle CBSD-Viren aufweisen. Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die Immunantwort von Maniok gegen U/CBSV zu charakterisieren. Basierend auf meiner früheren Arbeit verwende ich genetische, molekulare und biologische Experimente, um die grundlegenden Mechanismen der Resistenz von Maniok gegen U/CBSV aufzudecken. Mittels innovativer Methoden analysieren wir Virusreplikationskomplexe (VRC) und die Interaktion von Wirtsproteinen mit kritischen Virusproteinen, um pflanzliche Interaktionspartner, (Schlüsselgene) zu identifizieren, die an der Replikation und Ausbreitung der Viren in Pflanzen beteiligt sind. Die Erkenntnisse und identifizierten Interaktionspartner, die an der Modellpflanze Nicotiana benthamiana gewonnen wurden, werden auf Manihot esculenta übertragen, um die orthologen Gene in resistenten und anfälligen Linien zu analysieren und funktional einzuordnen. Unser Ziel ist es, funktionale und dysfunktionale (Verlust der Funktion) Bedingungen in resistenten und anfälligen Manioklinien zu vergleichen, um die Replikation der Viren in Maniok zu verstehen und zu einer mechanistischen Erklärung der Immunreaktionen resistenter Manioklinien beizutragen. Diese Erkenntnisse werden genutzt, um neue Ansätze zur Entwicklung von Virusresistenz zu formulieren, die nicht nur für Maniok, sondern auch für Viruskrankheiten anderer Kulturpflanzen bedeutend sind. Wir erwarten, dass die grundlegenden Erkenntnisse der Virusstudien mit neuartigen Ipomoviren an Maniok praktische Anwendungen in der Züchtung virusresistenter Manioksorten finden, wodurch die Ernährungssicherheit und die wirtschaftliche Stabilität in den betroffenen Regionen erheblich verbessert werden könnte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen