Die Gibberellinbiosynthese des Pilzes Gibberella fujikuroi:
Isolation spezifischer Strukturgene und Analysen der Genexpression

Kapitel 1 Gibberella fujikuroi ist ein reispathogener Pilz, der enorme Mengen an Gibberellinen synthetisiert und sekretiert. Die Untersuchungen des Biosyntheseweges auf molekularer Ebene ist von grundlegendem und biotechnologischem Interesse (Gibberelline werden als agrochemische Wirkstoffe genutzt). In den letzten zwei Jahren konnten die wichtigsten Gene der Gibberellinbiosynthese mittels PCR und differenziertem cDNA-Screening kloniert werden. Interessanterweise sind diese Gene in einem Gencluster angeordnet, was ein umfangreiches "chromosome walking"-Programm ermöglichte. Die Expression dieser Gene ist unter gibberellinbildenden Bedingungen (Stickstoffmangel, Pflanzenöle) um ein vielfaches verstärkt. In Zusammenarbeit mit Dr. P. Hedden (Long Ashton Research Station, Bristol) und Frau Prof. C. Rojas (Universität Santiago de Chile) erfolgt zz. die funktionale Analyse der an der Biosynthese beteiligten Gene bzw. Enzyme.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten ist die molekulare Analyse der Stickstoffregulation, insbesondere durch die Regulationsgene areA und nmr, aber auch Signalkettenkomponenten, die als Sensoren der Nährstoffsituation außerhalb der Zelle fungieren und diese Signale weiterleiten. Ein neues Projekt befasst sich mit der evolutionsbedingten Variabilität des Gibberellingenclusters (Mutationen, Deletionen, Anordnung der Gene), die zum Verlust der Fähigkeit zur Gibberellinbildung bei eng verwandten Stämmen der Artengruppe Gibberella fujikuroi geführt haben.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

PD Dr. B. Tudzynski (Leiterin), Dipl. Biol. M. Mihlan, S. Malonek

Veröffentlichungen:

Tudzynski, B., V. Homann, B. Feng, G.A. Marzluf: Isolation, characterization and disruption of the areA nitrogen regulatory gene of Gibberella fujikuroi. Mol. Gen. Genet. 261:106-114. (1999)

Linnemannstöns, P., T. Voß, P. Hedden, P. Gaskin and Bettina Tudzynski: High frequency of deletions in the gibberellin gene cluster of Gibberella fujikuroi by REMI and conventional transformation procedure. Appl. Env. Microbiol. 65: 2558-2564 (1999)

Tudzynski, B.: Biosynthesis of gibberellins in Gibberella fujikuroi: Biomolecular Aspects. Appl. Microbiol. Biotechnol. 52: 298-310 (1999)

Tudzynski, B., S. Liu, and J. M. Kelly: Carbon catabolite repression in plant pathogenic fungi: Isolation and characterization of the Gibberella fujikuroi and Botrytis cinerea creA genes. FEMS Microbiol. Lett. in press (2000)

Tudzynski, P., B. Tudzynski: Genetics of Plant Pathogenic Fungi: Genetic aspects of Plant-Pathogen Interaction. In: Progress in Botany , Springer, Berlin, Heidelberg, 61: 118-147 (2000)

Rojas, C., P. Hedden, P. Gaskin, and B. Tudzynski: The P450-1 gene of Gibberella fujikuroi encodes a multifunctional enzyme in gibberellin biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, in press (2001)