Study of incompatible Arabidopsis thaliana-Botrytis cinerea interactions to identify plant responses that may lead to increased resistance to the pathogen

• Applicant: Dr. Julia Schumacher
• Subject Area: Organismic Interactions, Chemical Ecology and Microbiomes of Plant Systems
• Term: from 2012 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 222121053

Botrytis cinerea ist ein aggressives pilzliches Pathogen, das die Fäule von pflanzlichem Material einhergehend mit der Ausbildung von grauen Konidiophoren und Konidien verursacht (Grauschimmelfäule). Mehr als 200 Pflanzenarten weltweit können infiziert werden, darunter viele bedeutende Nutzpflanzen wie z.B. Weinreben und Erdbeeren. Der Pilz verwendet raffinierte Strategien um pflanzliches Gewebe zu töten und später zu zersetzen. Diese umfassen die Bildung von Nicht-Wirts-spezifischen Toxinen, von Proteinen mit nekrotisierender Aktivität und von Zellwand-abbauenden Enzymen. Die Resistenzmechanismen des Wirts sind komplex und bisher nicht gut verstanden. Prozesse, die den Zelltod, die Biosynthese und Signaltransduktion von pflanzlichen Hormonen und die Produktion von antimykotischen Substanzen regulieren, sind daran beteiligt. In dem Projekt wird ein Set von B. cinerea Mutanten verwendet, die entweder durch gezielte Inaktivierung oder Insertionsmutagenese mittels Agrobacterium tumefaciens-vermittelter Transformation hergestellt wurden, um die Interaktion näher zu untersuchen. Als Wirt wird die Modellpflanze Arabidopsis verwendet, für die zahlreiche molekularbiologische Methoden und Genotypen vorhanden sind. Pilz-Wirt-Kombinationen, die in inkompatiblen Interaktionen (keine oder begrenzte Infektion) resultieren, beruhen auf einem weniger virulenten Pathogen oder aber einer resistenteren Pflanze. Obwohl die Experimente neue Phänotypen der B. cinerea Mutanten hervorbringen werden, liegt der Schwerpunkt des Projekts auf der Untersuchung der Reaktionen der Pflanze auf die verschiedenen Mutanten. Die hervorgerufenen pflanzlichen Abwehrreaktionen werden während der Interaktion z.B. durch mikroskopische Analysen und der Detektion der Expression pflanzlicher Abwehrgene verfolgt. Durch den Vergleich genomweiter Expressionsprofile von kompatiblen und inkompatiblen Interaktionen sollen schließlich neue Einsichten in den Mechanismus der pflanzlichen Resistenz gewonnen werden.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Host: Professor Tesfaye Mengiste, Ph.D.