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 Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff
17.07.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Künstliche neuronale Netze helfen, das Gehirn zu kartieren
17.07.2018 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics