Molekulare Determinanten der Wirtsspezifität von Mais-, Reis-und Mango-pathogenen Arten der Gattung Fusarium

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Ulrich Güldener; Professorin Dr. Bettina Tudzynski
• Mitantragsteller: Professor Dr. Ahmed Shalaby; Professor Dr. Amir Sharon, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 210882736

Fusarium Arten des Gibbeella fujikuroi Spezies-Komplexes (GFC) sind eine wichtige Gruppe von phytopathogenen Pilzen, die ernsthafte Krankheiten bei Nutzpflanzen wie Mais, Reis und Weizen erregen. Zum GFC gehören ca 50 monophyletische hoch-verwandte Fusarium Arten, die eine generelle Sequenzhomologie von > 90% auf Nukleotidebene aufweisen. Hinsichtlich ihrer Wirtsspezifität gibt es jedoch große Unterschiede: F. verticillioides und F. proliferatum erregen vor allem Maiskrankheiten wie Stengel-und Kolbenfäule, F. fujikuroi ist der Erreger der Reiskrankheit "bakanae", und F. mangiferae ist der Erreger der "Mano malformation"-Krankheit. Die Arten des GFC sind bekannt für ihre große Vielfalt an gebildeten Sekundärmetaboliten wie Phytohormone (Gibberelline, Auxine, möglicherweise auch Cytokinine) und gefährliche Mykotoxine wie z.B.Fumonisine, Fusarin C, und Fusarinsäure. Allerdings schwankt das Spektrum der gebildeten Sekundärmetabolite zwischen den eng-verwandten Fusarium-Arten entweder durch Unterschiede im Genom oder unterschiedliche Expression vorhandener Gencluster , was ihre Beteiligung an der Wirtsspezifität für möglich erscheinen lässt. In diesem Projekt wollen wir den potentiellen Beitrag der Sekundärmetabolite (Phytohormone und Mykotoxine) an der Wirtsspezifität experimentell durch vergleichende Genomanalysen, Genom-weite Expressionsstudien (RNA-seq) und Produktanalysen untersuchen. Nach Identifikation der Gibberellin-und Auxingene wollen wir nun auch erstmals die pilzlichen Cytokinin-Biosynthesegene identifizieren, die möglicherweise bei der Entstehung der" Mango malfomation"-Krankheit betweiligt sind. Durch genetische Manipulation (Überexpression, Deletion, heterologe Expression) der entsprechenden Biosynthesewege in vier Spezies des GFC und F. oxysporum als Aüßenseiter wollen wir die Rolle dieser Metabolitebei der Ausprägung der Wirtsspezifität untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Ägypten, Israel