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Grape Phylloxera (Daktulosphaira vitifoliae Fitch) Effectors for Root Gall Induction

Projektleitung
Forneck Astrid, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.05.2016-31.07.2018
Programm:
Doktorand(inn)enprogramm der ÖAW (DOC)
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Abteilung Wein- und Obstbau (WOB)
Gefördert durch
Österreichische Akademie der Wissenschaften, Dr. Ignaz- Seipel Platz, 1010 Wien, Österreich
Abstract
Nach der Einschleppung der Reblaus (Daktulosphaira vitifoliae; Phylloxeridae) in Europa im 19. Jahrhundert wurde sie zum bedrohlichsten Schädling des weltweiten Weinbaus. Die Wurzelform des monophagen Insekts initiiert Wurzelgallen (Nodositäten) an anfälligen und partiell resistenten Vitis spp.. Die Reblaus schädigt die Wirtspflanze durch den Konsum von Assimilaten, die Unterbrechung der Wasser- und Nährstoffaufnahme und die Manipulation der Sink-Source Allokation darüber hinaus schafft sie Eingangspforten für Sekundärinfektionen. Die Veredelung von Edelreisern auf resistente amerikanische Unterlagen Vitis spp. und deren Hybriden war mehr als 150 Jahre lang die Hauptkulturmaßnahme zur Bekämpfung dieses Parasiten. Aufgrund der Entwicklung und Ausbreitung größerer Populationen aggressiver Reblausstämme in europäischen Weingärten in Kombination mit biotischen und abiotischen (im Kontext des Klimawandels) Effekten an Reben mit phylloxerierten Wurzelspitzen, treten verstärkt Reblausschäden in Weingärten auf. Wissen über die Reblaus-Rebinteraktion ist immer noch dürftig und bezieht sich lediglich auf die Wirtspflanzenabwehr, da es heutzutage keine resistenten Unterlagen gibt. Alle Unterlagen gelten als partiell resistent. Spezifische Effektoren, die vom Parasit sekretiert werden, sind für eine kompatible Reblaus-Vitis Interaktion nötig. Kenntnis über diese Effektoren erlaubt die Identifizierung von Pflanzenabwehrmechanismen für die Induktion solider Reblausresistenz an der Weinrebe. Diese Studie zielt darauf ab Effektormoleküle für die Reblaus-Rebinteraktion, welche die Aggressivität des Parasits ausmachen, zu identifizieren und zu definieren. Zusätzlich wird Basiswissen über die Galleninduktion und Gallenbildung sowie über den Einfluss der Effektoren auf Signaltransduktionswege auf molekularer und zellulärer Ebene generiert. Innerhalb dieses Projektes planen wir in den Insekten hochregulierte Transkripte mit Hilfe von RNA Extraktion kombiniert mit neuer RNAseq Technologie zu identifizieren. Hochregulierte Transkripte werden mit qRT-PCR verifiziert. Anschließend wollen wir mit GE-LC-MS/MS und LC-MS/MS extrahierte Proteine von zwei Reblausstämmen mit verschiedener Wirtspflanzenanpassung (AT1 und DE1) sowie Proteine aus dem Wirtspflanzennährgewebe von drei Vitis-Arten (Unterlagen Teleki 5C (V. berlandieri x V. riparia), Fercal (B.C. n°1B × Richter 31) und Vitis vinifera L. cv. Riesling) identifizieren und charakterisieren. Mit Bioinformatik werden Kandidateneffektoren anhand der Protein- und Transkriptionserkenntnisse ausgewählt. Der regulatorische Einfluss der ermittelten Kandidateneffektoren wird anhand der Wirtspflanzenabwehrreaktion von Zellkulturen getestet und bestätig werden. Genexpressionsniveaus von Effektor behandelten und unbehandelten Zellen werden mit qRT-PCR verglichen.
Schlagworte
Weinbau;
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