Institut für die Sicherheit biotechnologischer Verfahren bei Pflanzen
Um Plastizität und schnelle Anpassung zu erreichen, nutzen Pflanzen epigenetische Veränderungen, um die Genexpression während der Entwicklung und bei Umweltstress zu regulieren. Viren sind nach Pilzen eine bedeutende Bedrohung für Pflanzen, da sie erhebliche wirtschaftliche Verluste verursachen können. RNA-Silencing ist der wichtigste antivirale Abwehrmechanismus. Viren kodieren jedoch einen viralen Suppressor für Silencing, der es ihnen ermöglicht, die pflanzliche Abwehr zu überwinden. Züchter verwenden resistente Pflanzen; Viren passen sich jedoch dem Selektionsdruck an und brechen viele dieser Resistenzen. Außerdem schützen diese Resistenzen oft nicht vor allen Virusstämmen. Raps (Brassica napus L) ist eine wirtschaftlich wichtige Kulturpflanze, die weltweit nicht nur für die Nahrungsmittelproduktion, sondern auch als erneuerbare Ressource für die Kraftstofferzeugung angebaut wird. Wie andere Kulturpflanzen auch, sind Rapspflanzen Ziel verschiedener Krankheitserreger, darunter auch Viren. Rübengelbvirus (TuYV), Blumenkohlmosaikvirus (CaMV) und TuMV sind die Hauptviren, die Raps befallen und erhebliche Ertragseinbußen verursachen. Darüber hinaus werden diese Viren von Blattläusen übertragen, was einen umfangreichen Einsatz von giftigen Insektiziden zu ihrer Bekämpfung erfordert. Für eine erfolgreiche Infektion kapern Viren Wirtsfaktoren, so genannte Suszeptibilitätsfaktoren, und interagieren mit ihnen in verschiedenen Phasen der Infektion. Wir werden Anfälligkeitsgene epigenetisch zum Schweigen bringen, um eine Virusresistenz zu erreichen, indem wir Arabidopsis als Konzeptnachweis und Rapspflanzen verwenden. Wir werden verschiedene Techniken wie virus-induziertes Gen-Silencing (VIGS), exogene Anwendung von dsRNA und modifiziertes CRISPR-Cas9 (dCas9) einsetzen, um den Promotor ausgewählter Wirtsgene für TuMV und TuYV stabil zu methylieren. Wir werden uns auf diese beiden Viren konzentrieren, aber diese Strategie könnte an jedes Virus oder jede andere Umweltbelastung mit bekannten Suszeptibilitätsfaktoren angepasst werden.
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
