Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Schnittstelle in der Immunabwehr von Wild- und Kulturpflanzen

30.10.2003



"NATURE"-Veröffentlichung mit Beteiligung des Gießener Molekular- und Zellbiologen Dr. Ralph Hückelhoven


Die Ergebnisse einer internationalen Kooperation von elf Zell- und Molekularbiologen aus Großbritannien, Dänemark, Deutschland und den USA, die heute unter dem Titel ’SNARE-protein-mediated disease resistance at the plant cell wall’ in der renommierten Wissenschaftszeitschrift NATURE veröffentlich werden, zeigen, dass verschiedene Formen der Krankheitsresistenz oder pflanzlichen Immunität gegen parasitäre Mehltaupilze (Blumeria graminis) sowohl in der Modellpflanze Ackerschmalwand als auch in der Getreidenutzpflanze Gerste konserviert sind. Mit beteiligt an dieser Publikation ist auch der Gießener Molekular- und Zellbiologe Dr. Ralph Hückelhoven vom Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie am Interdisziplinären Forschungszentrum für Umweltsicherung der Justus-Liebig-Universität.

Die Mechanismen der pflanzlichen Abwehr von Mikroorganismen sind bis jetzt noch kaum verstanden, obwohl in den letzten Jahren enorme Fortschritte bei der Identifizierung der molekularen Grundlagen gemacht wurden. In der Tat weisen Pflanzen gegen die Mehrheit potentieller Krankheitserreger in ihrer Umwelt eine so genannte Basisresistenz auf. Dabei werden die meisten pilzlichen Parasiten bereits bei dem Versuch, in eine Pflanze einzudringen, in ihrer Entwicklung unterbrochen. Allerdings ist noch wenig bekannt darüber, wie die Pflanze es bewerkstelligt, die Pilze daran zu hindern, die Zellwand der Pflanzen zu durchdringen und die Pflanze zu besiedeln.


Auf den Versuch eines Pilzes, die Zellwand zu durchdringen, reagiert die Pflanze mit der Bildung von Zellwandverstärkungen und der Sekretion pilztoxischer Substanzen. Jetzt hat sich gezeigt, dass die Basismehltauresistenz im zweikeimblättrigen Ackerschmalwand und die vom Resistenzgen mlo abhängige Mehltauresistenz in der einkeimblättrigen Gerste auf den gleichen molekularen Grundlagen beruhen - nämlich der Funktion des ROR2/PEN1-Proteins. Da das Protein in der äußeren Zellmembran zu finden ist und sowohl Proteinen ähnelt, deren Funktion in der Ausschleusung oder Sekretion von Zellbestandteilen bekannt ist, als auch mit solchen Proteinen in Wechselwirkung tritt, stellt dieses Protein wahrscheinlich eine zentrale Schnittstelle zwischen Zellinnerem und Zellwand dar. Wahrscheinlich ist es entscheidend an der Sekretion pilztoxischer oder Zellwand verstärkender Substanzen beteiligt. Wenn die Funktion des Proteins durch Mutation gestört ist, kann die Pilz-Infektion nicht mehr in der Zellwand gestoppt werden, und der Parasit dringt in die Pflanzenzelle ein.

Die zellbiologische Expertise von Dr. Ralph Hückelhoven, Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie am Interdisziplinären Forschungszentrum für Umweltsicherung der Justus-Liebig-Universität Gießen, hat es ermöglicht zu zeigen, dass bestimmte Zellstrukturen, so genannte Vesikel (siehe Abbildung), die wahrscheinlich an der Ausschleusung oder Sekretion von Abwehrkomponenten, wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid, beteiligt sind, in resistenten Pflanzen häufiger zu finden sind als in anfälligen Mutanten.

Da bereits heute die ROR2/PEN1-abhängige mlo-vermittelte Mehltauresistenz in vielen kultivierten Sommergersten Europas vorhanden ist, haben die Arbeiten auch agronomische Bedeutung. Mittelfristig könnte das Verständnis der Abwehrmechanismen zur Verbesserung von Resistenzeigenschaften bei Kulturpflanzen beitragen.

Nicholas C. Collins1, Hans Thordal-Christensen2, Volker Lipka3, Stephan Bau3, Erich Kombrink3, Jin-Long Qiu2, Ralph Hückelhoven4, Mónica Stein5, Andreas Freialdenhoven3, Shauna C. Somerville5 und Paul Schulze-Lefert3 SNARE-protein-mediated disease resistance at the plant cell wall, Nature 425: 973-977

1 Sainsbury Laboratory John Innes Centre, Norwich, Norfolk NR4 7UH, UK,
2 Plant Research Department, Risø National Laboratory, DK-4000 Roskilde, Denmark
3 Department of Plant Microbe Interactions, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, Cologne D-50829, Germany,
4 Institute of Phytopathology and Applied Zoology Justus-Liebig-University, Giessen D-35392, Germany,
5 Department of Plant Biology, Carnegie Institute of Washington, Stanford, California 94305, USA

Kontaktadresse:

Dr. Ralph Hückelhoven
Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie
IFZ für Umweltsicherung
Heinrich-Buff-Ring 26-32, 35392 Gießen
Tel.: 0641/99-37494, Fax: -37491
Ralph.Hueckelhoven@agrar.uni-giessen.de

Christel Lauterbach | idw

Weitere Berichte zu: Department Pflanze Phytopathologie Protein Schnittstelle Sekretion Zellwand

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufschlussreiche Partikeltrennungen
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Bildgebung von entstehendem Narbengewebe
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index bleibt aufwärts gerichtet

20.07.2017 | Wirtschaft Finanzen