Forschungsbericht 1999-2000 | |
Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen Hindenburgplatz 55 48143 Münster Tel. (0251) 83-24790 Fax: (0251) 83-28371 e-mail: moersch@uni-muenster.de WWW: http://www.uni-muenster.de/Biologie/bioch_biotech/welcome.htm Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. B. Moerschbacher | |
Forschungsschwerpunkte 1999 - 2000
Fachbereich 13 - Biologie Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen Arbeitsgruppe Prof. Dr. B. Moerschbacher | ||||
Das INVERTASE Projekt
Hat der Pilz eine Wirtszelle erfolgreich penetriert und ist ihm ohne Elicitierung induzierbarer
Resistenzreaktionen die Bildung eines reifen Haustoriums im periplasmatischen Raum der
Wirtszelle gelungen, so muß er im folgenden die Kontrolle über den
Primärstoffwechsel seiner Wirtspflanze übernehmen. Dies gilt zumindest
für biotrophe Pathogene wie die Rostpilze, die ihr Wirtsgewebe nicht
abtöten dürfen, da sie - aus noch unbekannten Gründen - nicht in der Lage
sind, sich von der Substanz toten Wirtsgewebes zu ernähren. Diese Pathogene sind daher
zwingend auf die photosynthetischen Assimilate ihres Wirtsgewebes als
Nahrungsquelle angewiesen. Diese werden in gesunden ausdifferenzierten "Source"
-Blättern fast quantitativ über das Phloem in die "Sink"-Gewebe exportiert.
Das Pathogen muß also diesen Phloemexport der Assimilate verhindern und
selbst als "Sink" auftreten. Um diese Umsteuerung des Primärstoffwechsels im
infizierten Gewebe zu analysieren, haben wir umfangreiche Untersuchungen zu Photosynthese,
Assimilaten, Respiration und Phloemexport unternommen. Kurz zusammengefaßt
läßt sich feststellen, daß der Hexosenpool in infizierten
Blättern trotz verringerter Photosynthese und erhöhter
Respiration unverändert hoch bleibt, auf Kosten eines stark verringerten
Saccharosepools und eines fast vollständig zum Erliegen kommenden
Phloemexports.
Als verantwortlich für all diese Veränderungen haben wir eine extrazelluläre
pilzliche Invertase identifiziert. Unsere derzeitige Arbeitshypothese geht davon aus,
daß der Rostpilz durch Sekretion dieser Invertase in den Apoplasten des infizierten
Gewebes die Saccharose auf ihrem Weg von den Mesophyllzellen ins Phloem hydrolysiert. Da
die phloembeladenden Geleitzellen jedoch nur Saccharose aufnehmen können,
verbleiben die Hexosen im infizierten Gewebe und stehen dem Pilz für seine
Ernährung zur Verfügung. Laufende Arbeiten befassen sich mit der Verifizierung
dieser Hypothese, derzufolge wir die pilzliche Invertase als einen "späten
Pathogenitätsfaktor" bezeichnet haben.
Beteiligte Wissenschaftler: |
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Hans-Joachim Peter