Kurzbeschreibung des Projekts

Projektnummer		Einzelprojekte  P18976
Titel		ZYMV-Infektion:die Rolle von Glutathion und dessen Vorstufen
ProjektleiterIn		MÜLLER Maria
Bewilligungsdatum		23.01.2006
Universität / Forschungsstätte		Institut für Pflanzenwissenschaften, Universität Graz
Gebiet(e)
Keywords		Zucchini Yellow Mosaic Virus, Virus infection, Glutathione, immunocytochemistry, Glutathione precursors, transmission electron microscopy
Homepage		https://online.uni-graz.at/kfu_online/visitenkarte.show_vcard?pPersonenId=E534B02BB6849C85&pPersonenGruppe=3

Der Anbau des steirischen Ölkürbis (Cucurbita pepo L. subsp. pepo var. styriaca GREB.) hat in der Steiermark eine lange Tradition, und besitzt aufgrund der Produktion des "geographisch geschützten" steirischen Kernöls eine große Bedeutung in der regionalen Landwirtschaft. Seit 1996 kommt es zu massiven Ernteverlusten die auf das Auftreten des Zucchinigelbmosaikvirus (ZGMV) zurückzuführen sind. ZGMV löst in den Pflanzenzellen verschiedenste Ver-änderungen aus, noch bevor Symptome von außen erkennbar sind. Mit dem Transmissions-Elektronenmikroskop ist es möglich substrukturelle Veränderungen zu erkennen noch bevor erste Symptome auftreten. Dieses Wissen dient als wichtige Grundlage zur Entwicklung von Bekämpfungstrategien und Pflanzenschutzmittel.
Erhöhte Konzentrationen von Glutathion (=Antioxidans) schützen Pflanzen vor Sauerstoffradikalen, die in Abhängigkeit von verschiedensten umweltbedingten Stresssituationen, wie z.B. Pathogenbefall in der Pflanze verstärkt gebildet werden. So können während verschiedenster Pilz und Bakterieninfektionen erhöhte Glutathionkonzentrationen festgestellt werden. Über Veränderungen im Glutathiongehalt während Virusinfektionen in toleranten (inkompatibel) und nicht resistenten (kompatibel) Pflanzen ist nur wenig bekannt und es gibt keine Informationen über Konzentrationsänderungen von Glutathionvorstufen, während der Virusinfektionen. Die Ziele dieses Projektantrages sind es zu untersuchen, ob und in welchen pflanzlichen Organen und Zellorganellen, während kompatibler und inkompatibler ZGMV-Infektionen, Veränderungen im Glutathiongehalt und im Gehalt der Glutathionvorstufen Glutamat, Glycin und Cystein in Kürbispflanzen beobachtet werden können. Glutathion und dessen Vorstufen werden dabei mit spezifischen Antikörpern gegen Glutathion, Glutamate, Glycin und Cystein markiert und mit sekundären Gold-konjugierten Antikörpern im Transmissionselektronenmikroskop sichtbar gemacht. Die Ergebnisse werden Aufschluss über eventuelle Unterschiede in der Produktion und im Abbau von Glutathion zwischen den toleranten und den nicht resistenten Pflanzen geben. Gemeinsam mit den Ergebnissen des vorangegangen Projektes, über Veränderungen im Glutathionhaushalt während der kompatiblen ZGMV-Infektion im steirischen Ölkürbis, sollten die Ergebnisse dieses Projektes die Mechanismen hinter der schützenden Rolle von Glutathion während kompatibler und inkompatibler Virusinfektion offenbaren. Dieses Wissen liefert einen wertvollen Beitrag in der Bekämpfung der Viruserkrankungen am steirischen Ölkürbis und könnte langfristig vor massiven Erntenverlusten schützen.
In Kooperation mit Prof. Dr. Rüdiger Hell, Deutschland und Prof. Dr. Felix Mauch, Schweiz, planen wir die oben genannten Methoden auch auf transgene Modellpflanzen (Arabidopsis und Tabak) auszuweiten, um die Ergebnisse mit anderen internationalen Studien, die mit diesen Pflanzen durchgeführt wurden, vergleichen zu können. In Tabakpflanzen wird der Einfluss von Cysteinüberexpression und in Arabidopsis werden die Auswirkungen der Überexpression von γ-Glutamylcysteinsynthetase auf den Glutathiongehalt und auf den Gehalt der Vorstufen untersucht. Es soll geklärt werden in welche Zellkompartimente der Überschuss an Cystein im Tabak bzw. Glutathion in beiden Pflanzen transportiert wird. Diese Kooperationen werden unser Wissen über den Glutathionhaushalt und die Redoxregulation in Pflanzen vertiefen und neue wissenschaftliche Fragen für weitere Projekte schaffen.