Die Rolle der Kupferhomöostase bei der Anwendung des nematodenfressenden Pilzes Arthrobotrys flagrans als Pflanzenwachstumsförderer und Biokontrollmittel gegen pflanzenparasitäre Nematoden.

• Antragsteller: Dr. Rafael Palos Fernández
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569796675

Nematoden sind die häufigsten Tiere auf der Erde, und viele von ihnen leben parasitär auf Pflanzen und sind damit eine wichtige Bedrohung für unsere Kulturpflanzen. Schätzungen gehen davon aus, dass jährlich mehr als US$150 billion Schaden in der Landwirtschaft durch Nematodenbefall entstehen. Strategien zur Bekämpfung der Nematoden sind der Fruchtwechsel sowie der Einsatz von resistenten Linien. Beide Strategien haben nur begrenzten Wert, weil z.B. beim Wein ein Fruchtwechsel ausgeschlossen ist und die Resistenz von Züchtungen nur einen temporären Schutz bietet. Eine Lösung könnte in der Anwendung von Nematoden-fangenden Pilzen (NTF) bestehen. Diese Pilze kommen ubiquitär vor und wechseln von saprotrophem Wachstum zu einer räuberischen Lebensweise, wenn Nährstoffe fehlen und Nematoden vorhanden sind. Arthrobotrys flagrans ist ein NTF mit Anwendungspotenzial, weil dieser Pilz resistente Chlamydosporen bildet, die als Inokulum zur Bodenbeimpfung dienen können. Es gab Hinweise und neue Ergebnisse im Gastlabor zeigen, dass A. flagrans in der Lage ist, Pflanzenwurzeln endophytisch zu besiedeln und Nematoden während der Interaktion mit der Pflanze zu fangen. Die Interaktion von A. flagrans mit der Pflanze fördert sogar das Pflanzenwachstum. Es wurde auch festgestellt, dass kupferbezogene Gene während der Pflanzenbesiedlung und der Fallenbildung hochreguliert werden. Insbesondere ein neuartiges Gencluster (ctrC-Gencluster), das einen Kupfertransporter und zwei LPMO-Gene (Lytische Polysaccharid Monooxigenasen) umfasst, die homolog zu Genen sind, die bei der Virulenz des Tierpathogens Cryptococcus neoformans eine Rolle spielen, wird während der Fallenbildung und des Wachstums in Pflanzen in A. flagrans induziert. Daher konzentriert sich dieser Vorschlag darauf, auf molekularer Ebene zu verstehen, wie A. flagrans Fallen bildet, Pflanzenwurzeln kolonisiert und und insbesondere wie die Kupferhomöostase diese Prozesse beeinflusst. Zu diesem Zweck soll die Rolle des Transkriptionsfaktors MacA, der wichtigste Regulator der Kupferhomöostase in Pilzen und des ctrC-Genclusters bei der Regulierung der Kupferaufnahme untersucht werden. Das zweijährige Arbeitsprogramm umfasst Transkriptionsanalysen, Gendeletionsstudien, Mikroskopieanalysen und phänotypische Tests unter verschiedenen Kupferbedingungen. Letztendlich zielt das Projekt darauf ab, den Einsatz von A. flagrans in der Landwirtschaft zu optimieren, indem wir die Doppelrolle von A. flagrans bei der Nematodenbekämpfung und der Förderung des Pflanzenwachstums besser verstehen, um zukünftige Strategien zur Verbesserung der Nematodenbekämpfung zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle