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JKI-Forscherin veröffentlicht in Sonderheft „Plant Systems Biology 2022: Women-Led“

Dr. Gwendolin Wehner beim Priming von Gerstenpflanzen gegen Zwergrost mit Bodenbakterien. Foto: JKI

Studie identifiziert Genloci für Resistenz-Priming von Gerste gegen Zwergrost mit Hilfe bakterieller Signalmoleküle.

Die Pilzkrankheit Zwergrost kann bei Gerste zu Ertragsverlusten von bis zu 60 Prozent führen. Zwar sind mehrere Gene bekannt, die Resistenz gegen die Krankheit vermitteln, doch der Erreger kann diese mittlerweile überwinden. Eine Forschungsgruppe des JKI unter Leitung von Dr. Gwendolin Wehner konnte nun einen anderen Resistenzmechanismus belegen: Sie behandelten 198 Gerstenakzession mit einer speziellen Rasse des Bodenbakteriums Ensifer meliloti, deren Individuen über Signalmoleküle, den sogenannten N-Acyl-Homoserinlactonen (AHL), miteinander kommunizieren. Diese Moleküle können in Pflanzen wiederum eine verstärkte Krankheitsresistenz auslösen (Priming), wobei die Reaktion vom Genotyp der Pflanze mitbestimmt wird.

Der Gruppe um Dr. Wehner gelang es in ihrer Genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) nicht nur, dieses AHL-vermittelte Priming bei Gerste gegen Zwergrost nachzuweisen, sondern auch wichtige genetische Marker für diese Reaktion im Genom der Pflanzen zu identifizieren. Gleich mehrere dieser Genloci befinden sich auf dem kurzen Arm des Chromosoms 6H der Gerste. Sie stehen im Zusammenhang mit einer verringerten photosynthetischen Aktivität, einer stärkeren Zellwand und der Regulierung von Transkription und Translation.

Durch das Eingrenzen der relevanten Abschnitte im Gerstengenom ist es nun möglich, die Mechanismen und Wechselwirkungen zwischen der individuellen Genetik der Pflanze und dem AHL-Priming weiter zu untersuchen. Ziel der Forschenden ist es, solche Genloci, die eine Pflanze besonders empfänglich für das Priming machen, in neue Zuchtlinien einzukreuzen. So kann die Arbeit der JKI-Gruppe dazu beitragen, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren: Überschreitet der pilzliche Zwergrost-Erreger Puccinia hordei eine Schadschwelle, wird er im Gerstenanbau üblicherweise mit Fungiziden bekämpft.

Publikation
Matros A, Schikora A, Ordon F and Wehner G (2023), QTL for induced resistance against leaf rust in barley. Front. Plant Sci. 13:1069087. doi: 10.3389/fpls.2022.1069087.
Link: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1069087

 

Sonderheft „Women-led“ bei Frontiers in Plant Science

Der Artikel ist in einem Sonderheft von Frontiers in Plant Science erschienen, das der Förderung von Frauen in der Forschung dienen soll. „Gegenwärtig sind weniger als 30 Prozent der Forscher weltweit Frauen“, so der Verlag auf seiner Internetseite. Um traditionelle Denkweisen zu ändern, müssten Stereotype überwunden und Frauen ermutigt werden, eine Laufbahn in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) einzuschlagen. Die Beiträge für das Sonderheft wurden von einem ausschließlich von Frauen besetzten Redaktionsausschuss zusammengestellt. Die Artikel stammen aus allen Bereichen der Pflanzensystembiologie.

Mehr Informationen zum Heft gibt es hier: www.frontiersin.org/research-topics/31532/plant-systems-biology-2022-women-led