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Rizomania: Proteininteraktion

Projektdaten

  • Titel: Rizomania und Proteininteraktion
  • Status: abgeschlossen
  • Mitarbeiter/in: Heike Thiel
  • Betreuer/in: Mark Varrelmann
  • Kategorie: Pflanzenkrankheiten

Das Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) wird durch den bodenbürtigen Protisten Polymyxa betae übertragen und ist der Erreger der Rizomania. Von der RNA3 des Virus wird als Genprodukt P25 ein Pathogenitiätsfaktor translatiert, der für die Symptomausprägung in rizomaniaanfälligen Zuckerrübengenotypen verantwortlich ist. Im Rahmen der Durchmusterung einer Zuckerrüben-cDNA-Expressionsbibliothek mittels einer "Yeast two hybrid" (YTH) -Analyse zum Nachweis von Proteinen, die mit P25 interagieren, wurde eine Vielzahl von Interaktionspartnern identifiziert. Protein-Protein Interaktionen kommen in der Natur in fast allen biologischen Prozessen vor. Die Analyse von Protein-Protein Interaktionen bietet somit die Möglichkeit, die Wechselwirkung zwischen pflanzlichen und viralen Proteinen zu überprüfen, um somit Resistenzfaktoren oder Proteine der Viruspathogenität zu identifizieren.

Ziel des von der DFG geförderten Forschungsprojekts ist es, die Interaktionspartner zu isolieren und ihre Funktion zu charakterisieren. Insgesamt wurden 15 dieser cDNA-Kandidaten aufgrund von Sequenzdatenbankanalysen als Beteiligte am Phytohormonmetabolismus, am Zellzyklus, an pflanzlicher Resistenz und dem Ubiquitin-Proteasom mit möglichen Funktionen in der Virus-Pathogenität bzw. im pflanzlichen Resistenzmechanismus kategorisiert und für weitere Untersuchungen ausgewählt. Zur detaillierten Charakterisierung werden vollständige Sequenzen der zu untersuchenden Kandidaten gewonnen und auf Nukleotid- und Aminosäureebene analysiert. Dabei liegt der Fokus derzeit auf zwei Kandidatengenen, die möglicherweise einen Einfluss auf die Rizomaniaresistenz haben könnten.

BNYVV P25 interagiert mit einem sogenannten F-box-Protein der Zuckerrübe, welches an der Induktion einer hypersensitiven Zelltodreaktion in Pflanzenzellen beteiligt ist. F-box-Proteine sind allgemein am Proteinabbau durch das 26S-Proteasom beteiligt. Verschiedenen F-box-Proteinen konnte bereits eine Beteiligung an pflanzlichen Resistenzmechanismen zugeschrieben werden. Diese Interaktion wird z. Zt. detailliert charakterisiert, um einen Einfluss der F-box-Proteine an der BNYVV-Resistenz oder der Viruspathogenität nachzuweisen.

Des Weiteren wurde ein cDNA-Klon mit Sequenzhomologie zu einem Auxin-responsiven Transkriptionsfaktor (Aux/IAA) als P25 Interaktionspartner identifiziert. Da BNYVV anfällige Zuckerrüben auf eine Virusinfektion mit erhöhten Auxingehalten reagieren, wurde dieser cDNA-Klon für weitere funktionelle Untersuchungen ausgewählt. Neben ihrer allgemeinen Beteiligung an Wachstum und Zelldifferenzierung in Pflanzen sind weitere Funktionen von Aux/IAA Genen bisher noch wenig erforscht. Es wird angenommen, dass die Interaktion des P25 mit diesem Kandidaten Teil der viralen Aggressivität ist und über diese die vermehrte Seitenwurzelbildung induziert werden könnte. Die aktuellen Untersuchungen sollen zu einem erweiterten Verständnis der Bedeutung dieser Interaktion und ihrer möglichen Beteiligung an der BNYVV Resistenz führen.

B. vulgaris und N. benthamiana Blätter nach transienter Agroexpression. Links: Hypersensitive Zelltodreaktion, induziert durch ein F-box Protein aus Zuckerrübe. Rechts: Blätter mit Kontrollbehandlung. Behandlungszeitraum für B. vulgaris 21 Tage, für N. benthamiana drei Tage

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Veröffentlichungen

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