PathoNet - Signaling to plant immunity responses

Die internationalen Kollaborationen des ERA Net PG PathoNet Projektes ermöglichten Implementierung neuer Methoden u. High-Tech Analysenverfahren. Wir konnten spezifische Signalkomponenten u. molekulare Interaktionen in der Pflanze während des Pathogenbefalls identifizieren. Die Ergebnisse dieser Forschung ermöglichten einen deutlichen Erkenntnisgewinn in der Untersuchung der Signaltransduktion nach der Perzeption des Pathogensignals, insbesondere die Aktivierung von Proteinkinasen, Regulation der Genexpression, Veränderungen im Metabolismus bis hin zur pflanzlichen Resistenz gegenüber Pathogenen. Die entstandenen Synergien zwischen den involvierten Forschungsgruppen u. eine effektive Integration bereits etablierter experimenteller Methoden eröffnete Möglichkeiten für kreative Ideen, gemeinsam koordinierte Forschungsarbeiten, Wissenstransfer, Materialienaustausch, Methodenweiterentwicklung und Mobilität der beteiligten ForscherInnen. Die Ergebnisse dieses kollaborativen Forschungsprojektes beinhalten Translationspotential für angewandte Forschungsstudien bis hin zu möglichen agrarischen Anwendungsbereichen mit dem Ziel einer nachhaltigen Pflanzenproduktion. Bakterielle Pflanzenpathogene verursachen viele Pflanzenkrankheiten, daher ist das Überleben der Pflanze in einer pathogenen Umwelt von entscheidender Bedeutung. Der Befall mit dem Bakterium Pseudomonas syringae induziert in der Pflanzenzelle eine Kaskade von Proteinphosphorylierungen, welche Signale weiterleiten. Mit Hilfe der Modellpflanze Arabidopsis thaliana konnten wir zeigen, dass die Regulierung der Signaltransduktion durch eine Proteinphosphatase entscheidend für die Resistenz der Pflanze gegenüber Pathogenen ist. Die Expression dieser Phosphatase hat unmittelbare Auswirkungen auf die pflanzliche Resistenz und die Stressantwort gegen bakterielle Infektion. Unsere Studien identifizierten diese Phosphatase als einen negativen Regulator der basalen Immunität der Pflanze während der Infektion mit P. syringae und weisen eindeutig darauf hin, dass bei Befall mit pflanzenpathogenen Bakterien eine präzise u. spezifische Kontrolle von Proteinkinasen einen deutlichen Effekt auf die pflanzliche Resistenz ausübt. Pathogenbefall versursacht große Ernteeinbußen und finanzielle Verluste im Pflanzenbau, daher liegt in der Aufklärung der molekularen Mechanismen der pflanzlichen Pathogenabwehr ein großes Potential zur Verbesserung der Pflanzenresistenz und damit zur Ertragssicherung. Die Forschungsergebnisse dieses Projektes beinhalten Potential für zukünftige Anwendungen in der Agrarwirtschaft mit der Möglichkeit, die Resistenzen der Kulturpflanzen gegenüber pathogenen Bakterien zu erhöhen. Die Grundlagenforschung an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana ist daher ein entscheidender Baustein für potentielle Anwendungen bei ökonomisch bedeutsamen landwirtschaftlichen Nutzpflanzen.