Primärmetabolismus nematoden-induzierter Synzytien
Abstract
Der pflanzenparasitäre Zystennematode Heterodera schachtii befällt neben einer großen Zahl von Kulturpflanzen auch die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Die Parasiten dringen in die Wurzeln ein, wo sie die Bildung eines Nährzellgewebes induzieren. Also obligate Parasiten sind die Nematoden vollständig von der Nährstoffversorgung durch die Pflanze abhängig. Die zur Verfügung gestellten Nährstoffe können entweder unverändert von den Parasiten aufgenommen werden, oder sie werden vom Metabolismus des Nährzellgewebes modifiziert, so dass für den Nematoden essentielle oder wichtige Stoffe synthetisiert werden. Nährstoffe werden außerdem von den Pflanzenzellen des Nährzellgewebes benötigt, um die strukturellen und funktionalen Veränderungen seiner Zellen zu ermöglichen. Die metabolischen Prozesse in nematodeninduzierten Nährzellgeweben sind bisher weitgehend unbekannt. Im hier beantragten Projekt sollen daher Produkte des Primärmetabolismus mittels GC-MS untersucht werden. Ferner soll mit Hilfe von stabilen Isotopen die Dynamik von verschiedenen Reaktionen und Synthesewegen analysiert werden. Basierend auf den Ergebnissen dieses ersten Teils des Projekts werden dann im zweiten Teil einzelne Synthesewege oder Enzymreaktionen im Detail untersucht. Hierfür werden einerseits molekularbiologische Methoden wie qRT-PCR und gene silencing eingesetzt, andererseits Enzymaktivitätsassays und Messungen einzelner Metaboliten durchgeführt. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden neue Einblicke in die Funktionsweise nematodeninduzierter Nährzellen ermöglichen und damit signifikant zum besseren Verständnis des Wirt-Parasit-Verhältnisses beitragen. Gene silencing und T-DNA Insertionsmutanten liefern direkte Nachweise für die Funktion bestimmter Gene. Aus diesen Erkenntnissen können dann in Zukunft neuartigeStrategien für die Entwicklung nematodenresistenter Pflanzen entwickelt werden.
keywords Molekularbiologie Phytopathologie Pflanzenphysiologie Heterodera schachtii Metabolomics
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Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (Golm)
Dr. Joachim Kopka
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