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Fachgebiet Botanik

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Zellulärer Mechanismus und Molekularbiologie der Hypersensitivitätsreaktionen, Entwicklung von Transfomrationssystemen für die Züchtung resistenter Sorten

Dass Pflanzen gegen phytopathogene Infektionen resistent sind, ist das Ergebnis von multiplen Abwehrreaktionen. Eine solche ist auch die Hypersensitivitätsreaktion (HR). Sie ist die Folge eines Befalls von Börner mit Rebläusen und zeigt sich an Blättern und Wurzeln der resistenten Unterlagsrebe in Form von lokalen Nekrosen. Die Erzeugung von neuen, reblausresistenten Unterlagsreben verlangt präzise Kenntnisse über die Mechanismen der Reblausresistenz. Um Resistenzgene zu identifizieren, wurden im Rahmen des Projektes differenzielle Genexpressionsanalysen eingesetzt. Diese waren die Microarray Analyse mit der Geniom one Technik und die real time (RT) -PCR. Sie erlaubten eine Gegenüberstellung der Genexpression in behandeltem Wurzelgewebe mit der Expression im Normalgewebe der Unterlagsrebe Börner. Gleiches passierte mit SO4 und Riesling. Sowohl die reblaustolerante und die reblausanfällige Weinrebe gingen als Vergleichsobjekt zu Börner in die Studie ein. Als experimenteller Induktor der Reaktionen in allen drei Sorten Börner, SO4 und Riesling wurde Indol-3-Essigsäure (IES), ein Bestandteil des Reblausspeichels, herangezogen. U.a. soll das Projekt  einen Beitrag dazu leisten, die  Rolle von IES als Auslöser der Resistenzmechanismen n Börner zu erklären. Insgesamt konnten deutliche Unterschiede in der Reaktion der drei Rebsorten auf die IES Behandlung aufgedeckt werden. Während in Börner eine hohe Anzahl an Genen und diese intensiv auf den IES Reiz reagiert, fallen die Gene bei SO4 und Riesling zahlenmäßig kaum ins Gewicht und die Reaktionen der beiden Sorten auf IES zudem eher schwach aus. In der Summe waren es 27 Gene, die für die Reblausresistenz in Börner verantwortlich sein könnten. So konnte eine IES bedingte Aktivierung von Genen beobachtet werden, die bei der Produktion von Phytoalexinen bedeutsam sind, wie z.B. die phenylalanine ammonia-lyase, die lipoxygenase und die stilbene synthase. Weiter ließ sich eine Regulation von allgemein Stress assoziierten Genen und von Zellwandproteinen und eine Induktion von Signalkomponenten, etwa des Transkriptionsfaktors ethylene response factor, nachweisen. Eine deutliche Hochregulation von Auxintransportern in den IES behandelten Börnerwurzeln gab zudem Anhaltspunkte auf sortenspezifische Unterschiede in der zellulären Aufnahme und Abgabe des IE