Pathogenabwehr und Primärstoffwechsel in Pflanzen

Zur Abwehr pflanzlicher Gewebe gegen Pathogene sind eine Vielzahl von physiologischen Leistungen und Differenzierungsprozessen erforderlich. Im Verlauf der Infektion wird der Baustein- und Energiestoffwechsel wird aktiviert, während die Expression der photosynthetischen Gene reprimiert wird. Bei der Steuerung dieser Vorgänge spielen sekretorischen Proteine (z.B. extrazelluläre Invertase) sowie verschiedene Transportproteine eine besondere Rolle. Die Dynamik der Abwehr-induzierten Vorgänge im lebenden Gewebe wird mit bildgebenden optischen Verfahren studiert. Stoffwechsel und Genexpression werden begleitend untersucht. Zur Untersuchung der Primärstoffwechselveränderungen während des Infektionsverlaufs wurden mehrere Schlüsselenzyme, darunter u.a. die ADP-Glucose-Pyrophosphorylase, GAPDH und plastidäre Aldolase molekular kloniert. Um die Funktion der apoplastidären Invertase in der Abwehr von Phytopathogenen zu untersuchen, wurde diese in Bakterien heterolog exprimiert und gegen das daraus gereinigte Protein Antiseren erhoben, die eine weitere funktionelle Charakterisierung mittels immunologischer Techniken ermöglichen.

In Zusammenarbeit mit Dr. Karsten Fischer, Botanisches Institut Köln, wird die Funktion von Transportproteinen der Chloroplastenmembran in der Abwehr von Phytopathogenen charakterisiert. Dazu wurden u.a. der Triosephosphat-Transporter sowie der Phosphoenolpyruvat-Transporter aus Cicer arietinum molekular kloniert und deren Expression im Verlauf des Infektionsvorganges untersucht Die molekularen Analysen werden durch Metabolituntersuchungen ergänzt. In Zusammenarbeit mit Prof. Moerschbacher, Institut für Biochemie der Pflanze, WWU, Münster, wird die Wirkung verschiedener Elicitoren auf diese Vorgänge untersucht.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.Biol. J. Scharte, Dipl.Biol. J. Wilmer, K. Brands, Dr. B. Baur, Dr. K. Siebke, Dipl.Biol. P. Esfeld, Prof.Dr. E. Weis

Veröffentlichungen:

Scharte, J., J. Wilmer, B. Baur, E. Weis: Defense-related gene expression and acticity of apoplastic invertase in chickpea leaves. in: Mitteilungsband der Jahrestagung der Deutschen Botanischen Gesellschaft 1998, S. 95