Barley scaffold proteins in actin reorganisation for disease susceptibility

• Antragsteller: Dr. Götz Hensel; Professor Dr. Ralph Hückelhoven
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493803847

Die Mechanismen der Anfälligkeit gegenüber mikrobiellen Erregern von Pflanzenkrankheiten stehen zunehmend im Interesse der Wissenschaft und der Pflanzenzüchtung. In der Gerste ist die kleine ROP (RHO of Plants) GTPase RACB ein Faktor der Anfälligkeit gegen den Echten Mehltaupilz Blumeria graminis f.sp. hordei (Bgh). Genetische Experimente schlagen vor, dass Bgh das Zytoskelett der Gerste über RACB adressiert. Die genauen Mechanismen der vom Pilz ausgenutzten ROP Funktionen sind aber nur unvollständig aufgeklärt. Die neuen Annotationen des Gerstengenoms und experimentelle Nachweise schlagen vor, dass die Gerste fünf im Blatt exprimierte Gerüstproteine exprimiert (RICs für: ROP-Interactive and CRIB motif-containing protein), die direkt mit RACB interagieren. Entfernt verwandte RIC Proteine in zweikeimblättrigen Pflanzen beeinflussen zusammen mit ROPs das Zytoskelett. Ziel des Projektes ist es, die Funktion der RIC Proteine in der Gerste zu analysieren und ihren Beitrag zur RACB- und Bgh-vermittelten Modifikation des Zytoskeletts der Gerste zu verstehen. Experimentell werden dafür die Interaktion von RACB mit individuellen RIC Proteine und mit RIC-enthaltene Proteinkomplexen in Hefe und Gerste untersucht. Transiente und stabile Überexpression der Proteine in Gerste zeigen den Beitrag zur zellautonomen und Ganzpflanzenresistenz oder Anfälligkeit gegen Bgh. Komplementär dazu werden transiente genesilencing und stabile RNA-geführte Endonuklease-vermittelte Genfunktionsverluste herbeigeführt und auf ihre Wirkung auf die Wirt-Parasit-Interaktion untersucht. Darüber hinaus kommen neu für die Gerste etablierte zellbiologische Marker des filamentösen Aktinzytoskeletts zum Einsatz, um den Einfluss der genetischen Faktoren auf das Zytoskelett in lebenden Zellen untersuchen zu können. Weiterführend werden neue Komponenten der RACB-RIC Komplexe biochemisch identifiziert und auf Funktion überprüft. Die Kombination von genetischen und zellbiologishen Ansätzen soll die Mechanismen von RACB-vermittelter Anfälligkeit der Gerste weiter aufklären und dabei die Funktion blattexprimierter RICs in Anfälligkeit und Zytoskelettorganisation systematisch erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen