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EpiC-BarEpiEdit: Epigenetisches Editieren von Immunitätsgenen zur Verbesserung der Krankheitsresistenz gegen Pilzpathogene am Beispiel der Gerste (Hordeum vulgare) - Teilprojekt A (BarEpiEdit)
Projekt
Förderkennzeichen: 031B1232A
Laufzeit: 01.07.2022
- 30.06.2025
Fördersumme: 493.472 Euro
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Erstmalig wird im Projekt der molekulare Mechanismus des transkriptionellen Gen-Silencings(TGS) genutzt, um eine innovative, umweltfreundliche Pflanzenschutztechnologie zu entwickeln. Mittels eines modifizierten CRISPR-dCas9-Systems werden Pflanzen-Immunitätsgene epigenetisch editiert (EpiEdit) und damit die Resistenz von Kultur- und Nutzpflanzen gegenüber Pathogenen und Krankheiten erhöht. Das Projekt greift dafür auf zwei essentielle Vorarbeiten zurück (i) ein bereits etabliertes EpiEdit-System in A. thaliana zur Steuerung der (de)Methylierung und (in)Aktivierung von Pflanzenabwehr-bezogenen Genen und (ii) genomweite DNA-Genomdaten von mit Mehltau infizierten Gerstenpflanzen. Basierend auf diesen etablierten Pipelines werden wir zeigen, dass TGS / EpiEdit-meditierte Pilzkrankheitsresistenz (hier am Beispiel von Blumeria graminis f. sp. hordei; Bgh und Fusarium graminearum; Fg) eine vielversprechende Alternative zu chemischen Fungiziden darstellt. Um den Weg für zukünftige EpiEdit-Anwendungen in Kulturpflanzen zu ebnen, werden wir (1) genomweite DNA-Methylomprofile von Mehltau eingehend analysieren und auf Fusarium-infizierte Gerstenpflanzen ausdehnen, um geeignete Zielgene für EpiEdit zu identifizieren (2) ein CRISPR-Cas9 - modifiziertes EpiEdit-System für Gerste etablieren, um die Aktivierung von Bgh-und Fg-Immun-verwandten Genen über (de)Methylierung zu realisieren. Durch die exemplarische Umsetzung des EpiEdit-basierten Plflanzenschutz-Konzeptes in Nicht-Bgh / Fg-Pathosystemen soll die generelle Machbarkeit und allgemeine Übertragbarkeit der Technologie auf andere Pflanzenpathogene und Schädlinge demonstriert werden. Außerdem werden im Projekt (3) dynamische Veränderungen des epigenomischen Profils der Gerste in Reaktion auf Pilzinfektionen untersucht und stress-induzierte epigenetische Veränderungen hinsichtlich ihrer funktionellen Relevanz bewertet. Das Projekt erarbeitet das erste multi-omics Epigenom-Datenset für die Gerste.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Pflanzenschutz
- Biotechnologie
