Zellwand Remodeling in Trichoderma atroviride

Als Schädlinge auf Pflanzen stellen phytopathogene Pilze eine enorme Herausforderung für die Landwirtschaft dar. Sogenannte Mykoparasiten werden als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Pestiziden als biologische Pflanzenschutzmittel in der Agrar-Biotechnologie eingesetzt. Dabei werden Pathogene durch spezielle Infektionsstrukturen, durch die Produktion von Metaboliten und durch die Sekretion von Enzymen von Mykoparasiten angegriffen und getötet. Einige filamentöse Bodenpilze der Gattung Trichoderma sind bekannt für ihr parasitäres Verhalten gegenüber phytopathogenen Pilzen. Trotz ihrer starren Form unterliegt die Zellwand von Pilzen im Verlauf des Wachstums einer dynamischen Umstrukturierung. Die Fähigkeit, während des Parasitismus in Wirtsorganismen einzudringen, erfordert eine adaptive Neugestaltung der Zellwand, um die Erkennung durch den Wirt und seine Abwehrreaktionen zu verhindern. Diese Flexibilität gewährleistet eine enorme Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen, aber auch eine erhöhte Resistenz gegenüber Angreifern. Die wichtigsten Bestandteile der Zellwand von Pilzen sind Chitin, Chitosan und Glucan. Insbesondere Chitosan, die deacetylierte Form von Chitin, spielt eine entscheidende Rolle bei der Resistenz von filamentösen Pilzen während der Interaktion mit Feinden. Strategien, mit denen die Zellwand dem Immunsystem des Wirts entgeht, sind allen pflanzlichen und menschlichen Krankheitserregern gemeinsam, wurden jedoch bei Mykoparasiten noch nicht untersucht. Das vorliegende Projekt befasst sich mit der Charakterisierung des modularen Aufbaus der Bestandteile Chitin, Chitosan und Glucan in der Zellwand von Trichoderma atroviride und dem Zusammenspiel ausgewählter Enzyme. Mit fluoreszenzmikroskopischen Methoden wird das synergistische Verhalten von Chitin-, Chitosan- und Glucan modifizierenden Enzymen während der mykoparasitischen Interaktion und während der Hyphenentwicklung analysiert. Die Entwicklung einer spezifischen Sonde ermöglicht Nachweisprozesse von Chitosan-während der Wechselwirkungen der Pilze in vivo, und könnte auch für Schnelltests zum Nachweis anderer Schädlinge weiterentwickelt werden. Ziel ist es, ein ganzheitliches Bild der dynamischen Zellwand von Pilzen während ihres Angriffs auf einen Wirt zu erhalten. Darüber hinaus hilft Trichoderma atroviride als Mykoparasit, das Wissen über den ökologischen Landbau in Bezug auf Biokontrolle zu erweitern. Die Klimakrise erfordert ein Umdenken im Hinblick auf den Landbau und insbesondere im Hinblick auf die geänderten EU Richtlinien mit dem Ziel, den Einsatz von Pestiziden zu reduzieren. Letztendlich könnte das gewonnene Wissen auch auf pathogene Pilze für Mensch, Tier und Pflanze übertragen werden und so die Entwicklung neuer und alternativer Antimykotika vorantreiben.