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Impressum
Eisen als Determinante von Virulenz und Resistenz in der Colletotrichum graminicola–Mais Interaktion
Projekt
Förderkennzeichen: keine Angabe
Laufzeit: 01.02.2011
- 31.01.2013
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Eisen (Fe) ist ein essenzieller Mikronährstoff in den meisten Organismen. Aufgrund der geringen
Löslichkeit von Fe ist die Bioverfügbarkeit in Boden wie auch in lebenden Organismen
äußerst gering. Eine geringe Fe-Verfügbarkeit müssen auch pflanzenpathogene Pilze überwinden,
wenn sie auf den Blättern von Pflanzen auskeimen und in deren Zellen eindringen wollen. Ziel der
laufenden Untersuchungen in diesem Projekt ist es herauszufinden, ob der pflanzenpathogene Pilz
Colletotrichum graminicola seine Fe-Aneignungsstrategie beim Befall von Maispflanzen ändert,
und ob sich Maispflanzen dadurch schützen können, dass sie auf einen Pilzbefall mit einer Verringerung
des löslichen Fe-Pools in ihren Zellen reagieren. Während die aG Deising Mutanten von
Colletotrichum graminicola herstellt, die in unterschiedlichen genetischen Komponenten der pilzlichen
Fe-Aneignung defekt sind, wurden in der aG von Wirén zunächst Maispflanzen in Nährlösung
unter Fe-Mangel angezogen, um in den jungeren Blättern eine Fe-typische Mangelchlorose zu
entwickeln. Diesen chlorotischen Maispflanzen wurden steigende Konzentrationen an Fe zugesetzt,
um die Blatter graduell wieder zu ergrünen. Dafür wurde entweder Fe(iii)-eDta eingesetzt,
wo Fe an ein synthetisches Chelat mit relativ hoher Stabilität gebunden ist und nur über eine Reduktion,
d.h. unter einer vorübergehenden Bildung von Fe(ii) genutzt werden kann. Da Fe(ii) an
der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies beteiligt ist, kann es zu erhöhtem oxidativem Stress in den
Zellen fuhren, die Fe aus dem synthetischen Chelat mobilisieren. Alternativ dazu werden den Maispflanzen
Fe(iii)-Phytosiderophore angeboten. Phytosiderophore werden von Maispflanzen unter
Fe-Mangel gebildet und können als intakte Fe(iii)-Phytosiderophor-Komplexe von Blattzellen aufgenommen
werden, ohne dass es zu einer Bildung von Fe (ii) und damit von reaktiven sauerstoffspezies
kommt. Zurzeit werden Farbreagenzien getestet und Färbemethoden etabliert, die die
Bildung reaktiver Sauerstoffspezies im Blattgewebe erkennen lassen. Wir haben einen Assay etabliert,
der es erlaubt, Maisblätter mit unterschiedlichem Fe-Versorgungsgrad und in Abhängigkeit
ihrer Versorgung mit Fe(iii)-eDta oder Fe(iii)-Phytosiderophoren auf ihre Empfindlichkeit hinsichtlich
einer Pilzinfektion mit Colletotrichum graminicola zu untersuchen. Anfärbung verschiedener
reaktiver Sauerstoffspecies in Kombination mit Fe-analytik, makroskopischer Beurteilung der Symptomentwicklung,
mikroskopischer Untersuchung des Infektionsverlaufes und Quantifizierung der
Pilzentwicklung mittels qPcr wird helfen, die Rolle von Fe in der Virulenz des Pathogens und der
Resistenz der Pflanze zu verstehen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenernährung
- Pflanzenschutz
