Screens to identify genes and mutants determining Verticillium - Arabidopsis interaction
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zur Analyse der frühen Genaktivierung in Verticillium longisporum infizierten Arabidopsis- Wurzeln wurden “LUCIFERASE promoter trap” und “Transcriptome”-Ansätze durchgeführt. Eine schnell einsetzende Reprogrammierung der Genexpression, insbesondere der Aktivierung von Transkriptionsfaktor- (TF), Stress– und Pathogenabwehr-genen, konnte beobachte werden. Zur Charakterisierung der funktionellen Bedeutung dieser Gene fokussierte die weitere Arbeit auf die hoch- koordinierte, transkriptionelle Aktivierung der Biosynthese Tryptophan-abgeleiteter antimikrobieller Verbindungen, wie Camalexin und Indolglukosinolaten (IGS). Genetische Analysen zeigten, dass Inhibierung der Biosynthese von Camalexin oder IGS zu keiner deutlichen Verstärkung des Krankheitsbildes führte. Demgegenüber war nach Inhibierung des gesamten Stoffwechselweges in der cyp79b2/cyp79b3 Mutante eine signifikant erhöhte Suszeptibilität zu beobachten. Damit konnte erstmals die Bedeutung Tryptophan- abhängiger Metabolite für die Abwehr eines vaskulären, wurzelpathogenen Pilzes belegt werden. Zur Identifizierung von TF, die eine Rolle in der Abwehr gegen Verticillium spielen, wurde die AtTORF-Ex (Arabidopsis thaliana Transcription factor ORF Over- Expression) Kollektion durchmustert. Überexpression von Mitgliedern der Gruppe IX ERF TF (ERF#95/96, ERF#104/105/106/107) führte reproduzierbar zu erhöhter Resistenz gegen V. longisporum. Analysen von “gain- and loss-of-function”-Ansätzen sollen die Funktion dieser TF in der Pflanzenabwehr klären und ein mögliches biotechnologisches Potential auszuloten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) In planta ORFeome analysis by large-scale over-expression of GATEWAY-compatible cDNA clones: screening of ERF transcription factors involved in abiotic stress defense. Plant J 52, 382-390
Weiste C, Iven T, Fischer U, Onate-Sanchez L, Dröge-Laser W
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(2009) Transkriptomanalyse der Arabidopsis-Wurzel nach Infektion mit dem pilzlichen Pathogen Verticillium longisporum und Identifizierung von transkriptionellen Regulatoren der Pathogenantwort. PhD thesis
Tim Iven
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(2011) Molecular Screening tools to study Arabidopsis Transcription Factors. Frontiers in Plant Physiology
Wehner N, Weiste C, Dröge-Laser
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(2012) Transcriptional activation and production of tryptophan-derived secondary metabolites in Arabidopsis roots contributes to the defense against the fungal vascular pathogen Verticillium longisporum. Mol Plant
Iven T, Konig S, Singh S, Braus-Stromeyer SA, Bischoff M, Tietze LF, Braus GH, Lipka V, Feussner F, Droge-Laser W
