Frühe Reaktionen von Wurzeln auf bodenbürtige Mikroorganismen
Abb. 1:
Die Inokulation von Medicago truncatula-Wurzeln mit Aphanomyces euteiches-Sporen führt zu einer schnellen Hochregulation von MtTPS10, das eine Sesquiterpensymthase codiert. MtTPS10 befindet sich im Cytosol und produziert eine Mischung aus Sesquiterpenen. Das Bild zeigt im oberen Teil eine M. truncatula-Pflanze und im unteren Teil einen Nicotiana benthamiana-Protoplasten, der eine TPS10-mCherry-Fusion exprimiert (grüne Fluoreszenz im Cytosol), und die Formel von Himachalol, dem Hauptprodukt von MtTPS10.
Pflanzenwurzeln interagieren mit einer Vielzahl von Mikroorganismen. Metaboliten, die als Wurzelexsudate oder flüchtige Stoffe freigesetzt werden, tragen dazu bei, die Interaktion mit nützlichen Mikroorganismen zu fördern, aber schädliche Mikroorganismen abzuwehren. Um einen Einblick in diese Reaktion von Pflanzen auf verschiedene Mikroorganismen zu erhalten, nutzen wir die Spezies Medicago truncatula, die ein natürlicher Wirt für Wurzelpathogene, wie den Verursacher der Wurzelfäule Aphanomyces euteiches, aber auch für Symbionten, wie den arbuskulären Mykorrhizapilz Rhizophagus regularis ist. Es wurde festgestellt, dass verschiedene flüchtige Stoffe spezifisch als Reaktion auf jeden der Mikroorganismen emittiert werden (Dreher et al., 2019). Ein Ansatz zur Erstellung von Transkriptprofilen ergab die spezifische Hochregulation mehrerer Gene in mit Pathogen infizierten Wurzeln, darunter eines Gens, das für eine Sesquiterpensynthase (MtTPS10) kodiert (Abb. 1, Yadav et al., 2019). Wurzeln von Mutanten, die die MtTPS10 nicht exprimieren können, waren nicht mehr in der Lage, nach Infektion Sesquiterpene zu emittieren. Sie zeigten außerdem eine höhere Anfälligkeit gegenüber A. euteiches, was auf eine Funktion von TPS10-Produkten bei der Abwehr von M. truncatula gegen Oomyceten hinweist. Fragen, wie das MtTPS10-kodierende Gen induziert wird und ob die MtTPS10-Produkte in der Pflanze modifiziert werden, aber auch die Charakterisierung anderer differentiell regulierter Gene, stehen im Fokus aktueller und zukünftiger Arbeiten.
Dreher, D., Baldermann, S., Schreiner, M., and Hause, B. (2019). An arbuscular mycorrhizal fungus and a root pathogen induce different volatiles emitted by Medicago truncatula roots. J. Adv. Res. 19, 85-90.
Yadav, H., Dreher, D., Athmer, B., Porzel, A., Gavrin, A., Baldermann, S., Tissier, A., and Hause, B. (2019). Medicago TERPENE SYNTHASE 10 is involved in defense against an oomycete root pathogen. Plant Physiol. 180, 1598-1613
Diese Seite wurde zuletzt am 13 Nov 2012 22 Oct 2019 geändert.