Forschungsbericht 1995-96
	Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen Hindenburgplatz 55 48149 Münster Tel. (0251) 83 - 2 47 91 Fax (0251) 83 - 2 83 71 Geschf. Direktor: Prof. Dr. W. Barz

Forschungsschwerpunkte 1995 - 1996 Fachbereich 18 - Biologie Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen Arbeitsbereich Prof. Dr. B. Moerschbacher

Topographische und biochemische Reize als Induktoren von Infektionsstrukturen des Rostpilzes.

Der biotrophe Rostpilz dringt über die vorhandenen Atemöffnungen ins Innere eines Blattes seiner Wirtspflanze ein. Diese vorsichtige Art der Penetration unter Vermeidung selbst kleinster Verwundung ermöglicht dem Pilz einen engen Kontakt mit Wirtszellen, ohne daß es bereits im Vorfeld zur Auslösung induzierter Resistenzreaktionen kommt. Voraussetzung für die stomatäre Penetration ist jedoch die korrekte Erkennung der Spaltöffnung, bei deren Erreichen das Längenwachstum des Keimschlauchs eingestellt und die Differenzierung eines Appressoriums induziert werden muß. In einem kooperativen Forschungsprojekt mit einer schottischen Arbeitsgruppe versuchen wir, die pflanzlichen Signale zu identifizieren, an denen der Pilz die Spaltöffnung erkennt.

Unsere bisherigen Arbeiten haben gezeigt, daß der Rostpilz ein Stoma sowohl topographisch, d.h. anhand seiner Oberflächenstruktur, als auch biochemisch erkennt. Mit Hilfe von Polystyrol-Replikas speziell erstellter Silikonnegative mit genau definierten Oberflächenmustern konnten wir eine schnelle Abfolge paralleler Riefen, wie sie auf dem Blatt durch die antiklinen Zellwände der schmalen Zellen des Gramineen- Spaltöffnungsapparates gebildet werden, als topograpisch aktives Signal für die Differenzierung des Appressoriums identifizieren. Als biochemisch aktive Signale stellten sich eine bestimmte Komponente des Oberflächenwachses der Weizenblätter sowie trans-2-Hexenol, ein Blattgas, das aus den Spaltöffnungen entweicht, heraus. Nur die Kombination aller drei Signale löst in vitro bei fast allen pilzlichen Keimschläuchen die Appressorienbildung aus. Gegenwärtige Arbeiten zielen einerseits auf die detailliertere Charakterisierung der Signale und ihr Vorkommen im gesunden und infizierten Weizenblatt und andererseits auf die Aufklärung der an den verschiedenen molekularen Erkennungsreaktionen beteiligten Signaltransduktionsketten im Rostpilz.

Drittmittelgeber:

Deutscher Akademischer Austauschdienst

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. B. Moerschbacher (Leiter), Dr. U. Daniels, S. Horn, Dr. N. Read, Dr. T. Collins (beide University of Edinburgh, Schottland), Prof. Dr. W. Francke (Universität Hamburg)