Zuckertransporter als potenzielle Ziele für die Entwicklung einer Breitbandresistenz gegen Reiskrankheiten

Reis gehört weltweit zu den Grundnahrungsmitteln, und die Nachfrage nach Reis steigt jedes Jahr. Daher ist es eine fortwährende Herausforderung, die Reisproduktion zu steigern, um der ständig wachsenden Bevölkerung gerecht zu werden. Reis ist von mehreren biotischen Stressfaktoren betroffen. Diese stellen nach wie vor eine der größten Einschränkungen bei der Reisproduktion dar und durch das sich rasch ändernde Klima wird das Problem noch gravierender. 

Zu den biotischen Stressfaktoren gehören verschiedene Pflanzenkrankheiten, d.h. unter anderem Bakterien, Viren, Pilze, Insekten, Nematoden. Diese Krankheitserreger befallen hauptsächlich Pflanzenzellen an verschiedenen Stellen, um Zucker zu bekommen und dadurch ihr Wachstum und ihre Vermehrung zu anzutreiben.

Sogenannte „Sugar Will Eventually be Exported by Transporter“ oder SWEETs spielen bei verschiedenen Entwicklungsprozessen von Pflanzen, bei denen der Export von Zucker von wesentlicher Bedeutung ist, eine wichtige Rolle. Dazu gehören die Beladung des Phloems für den Transport über längere Entfernungen, die Nektarsekretion, der Embryo- und Pollenernährung und die Aufrechterhaltung der Zuckerhomöostase in Pflanzenorganen. Gerade SWEETs werden häufig von Pflanzenschädlingen gezielt angesteuert, um Zugang zu den Zuckervorräten der Wirtspflanze zu erhalten.

Wenn bei Pflanzen die Funktion der SWEETs blockiert ist, wird das Wachstum der Pflanzenschädlinge verlangsamt, und ihre Virulenz wird ebenfalls eingeschränkt. Die Lebensweise der Krankheitserreger kann darüber entscheiden, welche SWEET-Gene für ihr eigenes Wachstum und die Ausbreitung rekrutiert werden.

In Zusammenarbeit mit CEPLAS versuchen wir, die mögliche Rolle von SWEETs als Faktor für die Anfälligkeit für eine Vielzahl von wichtigen Reiskrankheiten zu analysieren. Wir testen verschiedene Stämme von Krankheitserregern von Reis, um die Induktion von SWEET-Transporter-Genen zu überprüfen. Dann identifizieren wir die Mechanismen, durch die SWEET-Transportergene ausgelöst werden, und lokalisieren schließlich die Induktion des Wirtsgens. Damit gewinnen wir Einblicke in den möglichen Mechanismus für eine Krankheitsanfälligkeit, um Breitbandresistenzen in Reis entwickeln zu können.

 

Der originale Text ist in englischer Sprache und wurde für die deutsche Version übersetzt.

Planter’s Punch

Unter der Rubrik Planter’s Punch wird jeden Monat ein bestimmter Aspekt des CEPLAS Forschungsprogramms vorgestellt. Alle Beiträge werden von Mitgliedern der Graduiertenschule und des Postdoc Programms erstellt.

Zum Nachlesen

Rao et al 2019.  Pectin induced transcriptome of a Rhizoctoniasolani strain causing sheath blight disease in rice reveals insights on key genes and RNAi machinery for development of pathogen derived resistance. Plant Mol Biol. 100(1-2):59-71. 

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Yugander et al 2018. Incorporation of the novel bacterial blight resistance gene Xa38 into the genetic background of elite rice variety Improved Samba Mahsuri. PLOS ONE 13(5): e0198260

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Über den Autor

Dr. Yugander Arra ist ein indischer Pflanzenbiotechnologe, der die mögliche Rolle von SWEETs als Anfälligkeitsfaktoren gegenüber Krankheitserregern in Reis zur Entwicklung von Breitbandresistenz untersuchen möchte.

Bevor er zu CEPLAS kam, entwickelte er gemeinsam mit Dr. RM. Sundaram und Dr. GS. Laha von ICAR (Indisches Institut für Reisforschung, Hyderabad, Indien) durch marker-unterstützte Rückkreuzung eine Breitbandresistenz gegen die Weißblättrigkeit bei Reis (Samba Mahsuri und APMS 6B).