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 |
Pektin als endogener Suppressor der hypersensitiven Resistenzreaktion.
Aktive Resistenzreaktionen von Pflanzen gegen potentielle Pathogene werden durch die
molekulare Erkennung von mikrobiellen Oberflächenmolekülen durch die
pflanzlichen Wirtszellen ausgelöst. Solche "Elicitoren" können jedoch
i.d.R. sowohl aus virulenten als auch aus avirulenten Erregerstämmen isoliert werden,
und sie sind i.d.R. sowohl in resistenten als auch in anfälligen Wirtspflanzen wirksam.
Demgegenüber kommt es nur bei der Infektion einer resistenten Wirtspflanze durch ein
avirulentes Pathogen tatsächlich zur Ausprägung der Resistenzreaktion. Es ist
deshalb gefordert worden, daß das erfolgreiche Pathogen über einen
"Suppressor" verfügen muß, der die Wirkung der Elicitoren aufhebt.
Wir konnten zeigen, daß Bruchstücke der pflanzlichen Zellwand solche
Suppressoraktivität besitzen: Sie verringern die Wirkung der pilzlichen Elicitoren, und ihre
Injektion in den Apoplasten genetisch resistenter Weizenblätter macht diese für den
Pilz anfälliger. Unsere gegenwärtige Hypothese geht davon aus, daß der
Rostpilz pektinabbauende Enzyme produziert, welche die pflanzliche Zellwand angreifen. Dabei
freigesetzte Pektinbruchstücke wirken als "endogene Suppressoren", die die
Induktion oder die Manifestation der hypersensitiven Reaktion verhindern. Mittels HF-Solvolyse
haben wir die Pektine aus nahezu-isogenen, resistenten und anfälligen Weizenpflanzen
isoliert, wobei das natürliche in muro Muster der Methylveresterung der
Galakturonsäuren erhalten bleibt. Eine Analyse des Methylierungsgrades und -musters
zeigte deutliche Unterschiede zwischen den beiden Weizenlinien: in den resistenten Pflanzen
sind die Methylgruppen gleichmäßig über das Pektinmolekül verteilt,
während sie in anfälligen Pflanzen blockweise auftreten. Wir prüfen z.Z. die
Frage, ob diese blockweise Verteilung der Methylester für eine erhöhte
Anfälligkeit des Pektins gegenüber den pilzlichen pektinabbauenden Enzymen
verantworlich ist, wodurch eine erhöhte Suppressor-Freisetzung und somit eine verringerte
Resistenzreaktion in den anfälligen Pflanzen erklärlich wäre.
Drittmittelgeber:
Beteiligte Wissenschaftler:
Hans-Joachim Peter