Leiter: Dierk Scheel & Justin Lee

Die Erkennung eines Pathogens durch die Pflanze wird über spezielle, meist konservierte Moleküle des Mikroorganismus, die sogenannten PAMPs oder MAMPs (für pathogen-associated molecular pattern bzw. microbe-associated molecular pattern) vermittelt. Bekannteste Beispiele für diese Faktoren sind pilzliches Chitin und bakterielles Flagellin. PAMPs/MAMPs werden von PR-Rezeptoren (pathogen recognition receptors) in der pflanzlichen Plasmamembran erkannt, wodurch im Folgenden die Immunantwort der Pflanze induziert wird. Die zahlreichen Abwehrreaktionen werden über komplexe intrazelluläre Signalwege initiiert.

Eine der frühesten Antworten nach Rezeptor-vermittelter Erkennung von MAMPs sind Ionenflüsse durch die pflanzliche Plasmamembran, die eng mit einer Erhöhung der zytoplasmatischen Calciumkonzentration verbunden sind. Diesem Prozess folgen die Aktivierung von Proteinkinasen, wie der Mitogen-aktivierten Proteinkinasen (MAPKs), die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS, reactive oxygen species), Veränderungen der Phytohormonkonzentrationen und schließlich die Expression spezifischer Abwehrgene. Die genaue zeitliche und räumliche Abstimmung der jeweiligen Abwehrreaktionen wird durch eine integrative Koordinierung aller Signalwege hervorgerufen. Unsere Forschung beschäftigt sich im Wesentlichen mit der Untersuchung dieser zellulären Signaltransduktionswege in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana.