Institut für Phytopathologie
- Professur für Phytopathologie
- Prof. Dr. Karl-Heinz Kogel
- Kogel, Karl-Heinz; Prof. Dr.
- Phytopathologie
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Die Forschungsaktivitäten der Professur für Phytopathologie sind in den Bereichen Pflanzenschutz, Pflanzenkrankheiten und Biotechnologie der Kulturpflanzen angesiedelt. Momentan haben wir 2 Forschungsschwerpunkte.
(A) Erarbeitung neuer umwelt- und ressourcenschonender Verfahren im Pflanzenschutz an Kulturpflanzen, insbesondere Getreide. Neben dem Einsatz wirksamer „biologischer“ Verfahren wird auch die Nutzung von RNA interference Strategien mit einem Fokus auf (i) dem Host-Induced Gene Silencing (HIGS) in transgenen Pflanzen und (ii) dem Spray-Induced Gene Silencing (SIGS) erforscht. Bei beiden Verfahren basiert das Prinzip auf für den Einsatz im Pflanzenschutz neuartigen RNA Molekülen mit antimikrobieller Aktivität.
(B) Anwendung von biologischen Strategien im Pflanzenschutz mit einem Fokus auf Mechanismen der Resistenzinduktion durch nützliche Bakterien. Diese grundlagenorientierte Forschung steht ebenfalls für die Anwendung neuer Strategien im Pflanzenschutz. Die translationalen Arbeiten werden durch die enge Zusammenarbeit mit dem TransMIT-Zentrum für innovativen Pflanzenschutz unterstützt. Auftragsarbeiten auf Basis unserer wissenschaftlichen Expertise im Bereich des Pflanzenschutzes und der Pflanzenbiotechnologie werden ebenfalls durch dieses TransMIT Zentrum koordiniert.
Department for Phytopathology
Plant pathology and plant biotechnology research in the Department of Phytopathology is aimed to improve crop plant performance with two major foci:
(A) Improved crop health by exploiting RNA interference strategies with a focus on (i) host-induced gene silencing (HIGS) and (ii) spray-induced gene silencing (SIGS).
(B) Biological strategies in plant protection with a focus on mechanisms of Induced Resistance by beneficial bacteria. The fundamental research serves as a basis for developing new field application strategies. The translational approach is driven by a close collaboration with the TransMIT Centre for Next Generation Plant Protection. Collaborative projects with SMUs and the Crop industry also is coordinated by this TransMITCenter.
- Forschungsprojekte
- RNAi-mediated plant immunity
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http://www.uni-giessen.de/fbz/fb08/Inst/biochem/bindereif/RTG%202355
Dr. Aline Koch and Prof. Dr. Karl-Heinz Kogel, Justus-Liebig-Universität Gießen
Towards an RNAi-based control of plant diseases: Research into its mechanistic basis
Given the current state of knowledge, the overall scientific goal of this project is to elucidate the molecular mechanism(s) of RNAi-based plant protection in a fungal pathosystem. The specific aims are: first, to identify and further characterize plant and fungal RNAi-associated factors that are involved in HIGS and SIGS, respectively, by assessing a set of Arabidopsis RNAi mutants; second, to characterize plant ARGONAUTE (AGO) proteins involved in HIGS and SIGS by assessing siRNA-AGO protein complex formation; and third, to explore the hypothesis that RNA signals (dsRNA/siRNA) are translocated from the plant to the fungus via exosomes.
- Spray-Induced Gene Silencing (SIGS)
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In diesem Projekt geht es darum, das Potential von doppelsträngiger (ds)RNAs für den Einsatz als biologisches Pflanzenschutzmittel zu erforschen.
- Umweltgerechter Pflanzenschutz als wichtiger Baustein für weltweite Nahrungsmittelversorgung
- Umweltgerechter Pflanzenschutz als wichtiger Baustein für weltweite Nahrungsmittelversorgung
- MIF
- X-KINGDOM-MIF – Vergleichende Analyse der Funktion von Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF)-Proteinen in Tier- und Pflanzenreichen
- RNAi-mediated plant immunity
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Over the last decade RNAi-based gene silencing has emerged as a powerful genetic tool for scientific research. It has been utilized not only in fundamental research for the assessment of gene function, but also in various fields of applied research, such as agriculture. Indeed, our work showed that targeted gene silencing mediated by expression of non-coding inhibitory double-stranded (ds)RNAs can protect host plants against predation or infection by pathogens and pests. In a previous study that formed the basis of my doctoral research we have demonstrated that transgenic Arabidopsis and barley (Hordeum vulgare) plants, expressing a 791 nucleotide (nt) dsRNA (CYP3RNA) that targets all three CYP51 genes (FgCYP51A, FgCYP51B, FgCYP51C) in Fusarium graminearum (Fg), inhibited fungal infection via a process designated as host-induced gene silencing (HIGS). While we already provided proof-of-concept that RNAi-based plant protection is an effective strategy for controlling diseases caused by devastating necrotrophic pathogens, the broad applicability of HIGS remains questionable due to fact that generation of genetically modified (GM) crops is time-consuming and weakly accepted in many European countries. Therefore, we subsequently established an RNAi-based non-GMO crop protection approach using direct spray applications of dsRNA to target pathogens (in collaboration with BASF SE). For the first time, we have shown that spray applications of CYP3RNA also protect barley from fungal infection via a process termed spray-induced gene silencing (SIGS). Our finding that inhibitory dsRNA is effective upon spray application is of a ground-breaking nature, and it represents significant progress to make RNAi-based approaches for plant protection scientifically and economically achievable.
- Priming als eine Strategie zur Verbesserung der Resistenz von Kulturpflanzen un d ein mögliches Züchtungsziel
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Gesündere Pflanzen durch "Priming"
- Geschäftszimmer
- Verwaltungsangestellte
- Pöckentrup-Bauer, Claudia
- Technische Assistentin
- Habermehl, Susanne