Analysis of mitogen activated protein kinases based stress signaling pathways in plant-nematode interactions
Abstract
Der sedentäre pflanzenparasitische Rübenzystennematode Heterodera schachtii parasitiert Wurzeln von Brassicaceae und Chenopodiaceae. Dabei induziert er ein spezielles Nährzellensystem, das aus mehreren hundert fusionierten Zellen (Synzytium) besteht. Diese Synzytien, weisen einen erhöhten Metabolismus und verändertes Genexpressionsmuster auf. Der Nematode bezieht seine gesamten Nährstoffe aus diesem Nährzellensystem und schwächt auf diese Weise seinen Wirt wodurch hohe Ernteverluste entstehen können. Der Infektionsprozess der Juvenilen sowie die Entwicklung der Synzytien sind heute weitgehend gut erforscht, doch zu frühen Stress-Signalwegen und Abwehrreaktionen gibt es wenige Studien. Gerade diese frühen Reaktionen können über erfolgreiche Resistenz der Pflanze entscheiden. „Mitogen Activated Protein Kinasen“ (MAPK) und Phosphatasen als negative Regulatoren wurden als essentielle Komponenten einer durch abiotische und biotische Stressstimuli induzierten Signalübertragung identifiziert. Ziel dieses Projekts ist es, die Effekte von veränderter MAPK- und Phosphatasenktivität auf die Infektion und Entwicklung von H. schachtii zu untersuchen. Dafür werden verschiedene Arabidopsis thaliana Mutanten verwendet werden. Die Linien, welche die größten Effekte auf die Nematoden zeigen, werden in vertiefenden physiologischen und molekularen Analysen untersucht und mit dem Wildtyp verglichen, um die den frühen Abwehrreaktionen zugrunde liegenden Prozesse genauer zu untersuchen. Als zweiten Schritt werden die Auswirkungen systemischer Stressstimuli in den verschiedenen Mutanten auf die Infektion und Entwicklung der Nematoden untersucht. Die Ergebnisse des Projekts werden signifikant zum derzeitigen Wissen über Pflanzen-Nematoden Interaktionen und die Resistenzreaktion von Pflanzen beitragen und können dadurch als wichtige Grundlage in der Pflanzenzüchtung dienen.
Schlagworte Heterodera schachtii Phosphatase Arabidopsis MAPK
Publikationen
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Siegrid Steinkellner
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Siegrid Steinkellner
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