DURESTrit
Das RiBa-Lab ist Teil des DURESTrit-Konsortiums in einem Projekt, das durch die European Research Area finanziert wird. ERA-CAPS zielte darauf ab, die nachhaltige Zusammenarbeit in den Pflanzenwissenschaften durch die Koordinierung und Finanzierung hervorragender transnationaler Forschung zu fördern.
Nichtwirtsresistenz, englisch Nonhost Resistance und abgekürzt NHR, ist die langlebigste und am breitesten wirkende Form von Resistenzpflanzen, die den Großteil der Krankheitserreger abwehren kann, die regelmäßig in der Umwelt vorkommen, in der sie leben. Um NHR in zukünftigen Pflanzenschutzkonzepten nutzen zu können, müssen wir verstehen, warum die Minderheit der adaptierten Wirtspathogene NHR umgehen oder unterdrücken kann und auf welche Abwehr- oder Akkommodationsproteine, Signalwege oder Strukturkomponenten ihrer Wirtspflanzen abgezielt wird Krankheit feststellen.
Ein Haupthindernis für die rasche Ausbeutung von NHR in der Pflanzenzüchtung ist die Tatsache, dass NHR auf Artenebene betrieben wird und nur in Ausnahmefällen entsprechende Resistenzquellen mit verwandten Kulturpflanzen gekreuzt werden können. Daher sind gentechnologische Ansätze zum Transfer von NHR-Komponenten über Artengrenzen hinweg eine attraktive Alternative zur traditionellen oder molekularen Züchtung.
Im ERA-NET-Konsortium TritNONHOST sowie einer Reihe verwandter Projekte haben im Rahmen des deutschen GABI-Programms durch das BMBF gefördert eine Reihe von Genen und genetischen Loci in Gerste und Weizen identifiziert, die mit NHR in Zusammenhang stehen oder mit drei wichtigen Pilzpathogenen, einschließlich Mehltau, korrelieren.
Eine begrenzte Anzahl derjenigen, die zur Gruppe der rezeptorähnlichen Kinasen gehören, wurde erfolgreich in funktionellen transienten Assays in Gerste und Weizen validiert und wird eine wichtige Quelle für die vorgeschlagene Arbeit im DURESTrit-Konsortium darstellen, zusätzlich zu Resistenzorten, die aus der Wildgerste stammen Spezies Hordeum bulbosum oder aus experimentellen Gerstenpopulationen, die nach NHR-Stärke getrennt sind. In DURESTrit schlagen wir vor, drei vielversprechende rezeptorähnliche Kinase-Gene sowie eine begrenzte Anzahl von Genen mit hervorragendem Regulationsverhalten in Wirt-Nicht-Wirt-Wechselwirkungen durch Erzeugung und Charakterisierung stabiler transgener Linien in Gerste und Weizen funktional zu validieren.
Wir schlagen auch vor, NHR-Gene aus H. bulbosum-Introgressionen und aus der Abtrennung von kaum vorhandenen Populationen fein zu kartieren und zu isolieren. Alle diese Materialien tragen entweder Transgene oder Genomfragmente von NHR-Spendern oder weisen potenziell wichtige Resistenzkomponenten auf, die durch RNAi in ihrer Expression gehindert sind oder mithilfe der TALEN-Technologie genetisch verändert wurden. Kandidatengene für Gerste werden auf molekulare Wechselwirkungen mit sekretierten Effektormolekülen des Gerstenmehltaus untersucht. Dieser Teil des Projekts wird mit einer geplanten Untersuchung der Effektorfunktion bei von NSF finanzierten Wechselwirkungen zwischen Gerste und Mehltau verbunden sein.
Das Projekt wird zu einer tiefergehenden Charakterisierung und Validierung zuvor identifizierter starker NHR-Kandidaten führen, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf rezeptorähnlichen Kinasen liegt, und zur Identifizierung neuer NHR-Komponenten, die durch breite Kreuzungen oder Gentechnik in Gerste oder Weizen eingeführt werden. Dies wird unser Verständnis von NHR in Getreide vertiefen und Materialien und Know-how für die Nutzung von NHR durch translationale Forschung liefern.