Nützliche Effektoren - symbiontengesteuerter Pflanzenschutz
Patrick Schäfer
Kooperationspartner: Pascal Falter-Braun (Helmholtz Zentrum München, Deutschland), Weixing Shan (Northwest A&F University, China)
Hintergrund: Nützliche Symbionten (Mutualisten) und Pathogene sezernieren Proteine (sogenannte Effektoren) zur gezielten Umprogrammierung von Wirtssignalen als einen wesentlichen Schritt bei der Besiedlung von Wirtspflanzen. Das Ergebnis ihrer Effektoraktivitäten ist jedoch offensichtlich sehr unterschiedlich. Während die Aktivitäten von Pathogen-Effektoren zum Ausbruch von Krankheiten führen, könnten Effektoren von nützlichen Symbionten zu den positiven Effekten beitragen, die in kolonisierten Pflanzen beobachtet werden. Da der Mutualist Serendipita indica Arabidopsis und alle wichtigen Nutzpflanzen vor Umweltstress (einschließlich Trockenheit, Hitze und Pathogenbefall) schützt, stellen die mutualistischen S. indica-Effektoren eine derzeit ungenutzte Ressource für die nachhaltige Verbesserung der Stressresistenz und des Wachstums unter klimabedingtem Stress bei einer Vielzahl von Pflanzen dar.
Project: Wir haben >100 Effektoren im Genom von S. indica (S. indica-Effektoren, SIEs) identifiziert und eine Screening-Strategie entwickelt, um SIEs zu identifizieren, die den Stressschutz in Pflanzen verbessern. Zusätzlich zu umfassenden Analysen von SIE-Arabidopsis-Proteininteraktionsnetzwerken (basierend auf dem 13K-Arabidopsis-Raum) haben wir alle SIEs auf spezifische nützliche Funktionen in Pflanzenzell- und Ganzpflanzenversuchen phänotypisiert. Auf der Grundlage dieser Screenings haben wir SIEs mit verschiedenen nützlichen Aktivitäten identifiziert, einschließlich des Schutzes vor Klimastress in Arabidopsis. Ziel ist es, die von SIE abgeleiteten Aktivitäten zu nutzen, um die Hierarchien und Zusammenhänge der Stresssignalisierung in Pflanzen zu entschlüsseln. In biochemischen, zell- und strukturbiologischen Studien klären wir die Wirkungsweise von SIEs weiter auf.
Laborverfahren / Techniken: Protoplasten-basierte Phänotypisierung, Untersuchungen von Proteinnetzwerken, biochemische Analysen von abiotischen/biotischen Stressassays, nicht-invasive Zellbildgebung.
