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Projekt
Molekulare Grundlagen der Interaktion zwischen Mikrobiota und dem pflanzlichen Immunsystem
Antragstellerin
Professorin Dr. Silke Robatzek
Fachliche Zuordnung
Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
Förderung
Förderung von 2018 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 402210888
Das vorgeschlagene Projekt untersucht die Grundlagen wie Mikrobiota durch das pflanzliche Immunsystem erkannt werden und untersucht die Funktion des Immunsystem für die Assoziierung mit Mikrobiota.Assoziationen von Wirt und Mikroorganismen der biotischen Umwelt sind entscheidend für viele Aspekte eukaryotischen Lebens. Pflanzen können Assoziationen mit nützlichen Mikroorganismen tolerieren oder sogar fördern und zugleich pathogene Mikroben abwehren. Die Assoziation mit Mikrobiota stellt eine langfristige mikrobielle Belastung dar, da sie das Immunsystem anhaltend stimulieren kann.Die pflanzliche Immunität wird durch die Erkennung von Mikroben ausgelöst. Pflanzliche Immunrezeptoren, verwandt mit den Toll-ähnlichen Rezeptoren aus Tieren, erkennen molekulare bakterielle Muster, die in vielen Bakterien Familien vorkommen. Eine erfolgreiche Immunabwehr ist durch die Auslösung von akuten, transienten sowie moderaten, anhaltenden Abwehrantworten gekennzeichnet. Wie bakterielle Gemeinschaften vom pflanzlichen Immunsystem erkannt werden und wie die Erkennung zu einer Assoziation mit Mikrobiota aber Abwehr von Pathogenen führt, ist nur unzulänglich verstanden.Mit Hilfe von hochmodernen Methoden wie z.B. Metaproteomik und Parallel Reaktion Monitoring (PRM) werden wir die bakteriellen molekularen Muster auf der Ebene von Bakterien Gemeinschaften und Familien untersuchen und deren Menge und Art im Mikrobiom bestimmen. Bakterielles EF-Tu und Flagellin sind abundante molekulare Muster im Mikrobiom der Phyllosphäre und werden von den Arabidopsis EFR und FLS2 Rezeptoren des pflanzlichen Immunsystems erkannt. Dies löst Abwehrantworten aus, die die bakterielle Infektion reguliert. Wir werden das EF-Tu und Flagellin Elizitor Komplement, das von der Pflanze in Assoziationen mit synthetischen bakteriellen Gemeinschaften erkannt wird, bestimmen. Zudem werden wir versuchen, neuartige bakterielle molekulare Muster der Mikrobiota zu beschreiben.Des Weiteren werden wir bakterielle Gemeinschaften und die Fähigkeit zur mikrobiellen Homeostase in Pflanzen untersuchen, in denen die Immunantwort geschwächt oder induziert ist, z.B. durch das EF-Tu und Flagellin Elizitor Komplement. Über Infektionsexperimente werden wir ermitteln, ob die Aktivierung des Immunsystems durch Mikrobiota eine entscheidende Rolle für die Pathogen Abwehr spielt.Bei Beendigung des Projektes werden wir neue Erkenntnisse gewonnen haben, wie die Immunerkennung in der langfristigen Assoziation mit Mikrobiota erfolgt, und eine Einsicht in die Mechanismen haben, die die mikrobielle Homeostase regulieren. Dies wird zu einem verbesserten Verständnis einer wichtigen, offenen Frage in der Pflanzen-Mikroben Interaktion führen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
