Bis
auf wenige Ausnahmen bilden höhere Pflanzen mit ihren Wurzeln Lebensgemeinschaften
mit Pilzen. Vor kurzem wurde Piriformospora indica, ein Basidiomycet, der
Wurzelzellen einer großen Zahl von Pflanzengattungen besiedeln kann,
identifiziert. Die mutualistische Interaktion mit P. indica hat
eine Reihe von positiven Wirkungen auf die Pflanze, etwa ein erhöhtes
Wachstum, sowie erhöhte Resistenz gegen Phytopathogene und Resistenz
gegen Trockenstreß (Varma et al., 1999; Waller et al., 2005). Da
P.
indica sich leicht auf künstlichen Nährmedien kultivieren
lässt (im Gegensatz zu obligat biotrophen Pilzen der arbuskulären
Mykorrhiza), eröffnet sich die Möglichkeit, diesen Pilz auch
im Feld zur Verbesserung des Pflanzenwachstums einzusetzen. P. indica
ist somit als Modellsystem zur Untersuchung der molekularen Basis der Interaktion
zwischen Phytobiont und Mycobiont besonders gut geeignet.
Dieses
Projekt zielt darauf ab, die beobachteten positiven Wirkungen der Besiedelung
der Wurzel von Gerste mit P. indica auf der molekularen Ebene zu
verstehen. Zu diesem Zweck soll die Expression von durch P. indica Besiedelung
spezifisch regulierten Genen untersucht werden. Ein Vergleich des Genexpressionsmusters
in Pflanzen, die verschiedenen physiologischen Behandlungen ausgesetzt
sind, soll zu einem besseren Verständnis der Signaltransduktionsvorgänge,
auch im Hinblick auf die Rolle der Phytohormone, führen.
Letztlich
sollte es mit der Aufklärung dieses Signaltransduktionsnetzwerkes
gelingen, zu verstehen, wie die ‚Umprogrammierung’ der Pflanze nach Besiedelung
mit einem Pilz auf der molekularen Ebene vor sich geht, woraus sich neue
biologische Ansätze für die Ertragssicherung von Kulturpflanzen
im Hinblick auf Streß- und Pathogenresistenz entwickeln lassen.
Literatur:
Varma
A, Verma S, Sudha, Sahay N., Bütehorn B, Franken P (1999) Piriformospora
indica, a cultivable plant-growth-promoting root endophyte. Applied
and Environmental Microbiology 2741-2744
Waller
F, Baltruschat H, Achatz B, Becker K, Fischer M, Fodor J, Heier T, Hückelhoven
R, Neumann C, von Wettstein D, Franken P, Kogel K-H (2005) The endophytic
fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt stress tolerance,
disease resistance and higher yield. PNAS 102:13386-91
