Interaktion von ‘Candidatus Phytoplasma solani’ mit Pflanzen

Die Weinproduktion in Europa steht unter zunehmendem Druck durch Phytoplasmen-Erkrankungen, insbesondere durch Candidatus Phytoplasma solani, dem Erreger der Krankheit Bois Noir. Diese Krankheit führt zu erheblichen Ernteverlusten, und bislang gibt es keine wirksamen Bekämpfungsstrategien. Um gezielte und nachhaltige Maßnahmen zur Krankheitsbekämpfung entwickeln zu können, ist ein tieferes Verständnis der molekularen Wechselwirkungen zwischen dem Pathogen und seinen Wirtspflanzen erforderlich. Das Projekt befasst sich mit den molekularen Mechanismen der Infektion durch Ca. P. solani und konzentriert sich dabei auf sogenannte Effektorproteine Schlüsselproteine, die vom Pathogen eingesetzt werden, um zelluläre Prozesse der Pflanze gezielt zu manipulieren. Ziel des Projekts ist es, herauszufinden, wie diese Effektorproteine mit pflanzlichen Transkriptionsfaktoren und Signalproteinen in Weinreben und der Modellpflanze Arabidopsis interagieren. Um die Funktionsweise dieser Effektoren zu verstehen, werden ausgewählte bakterielle Proteine in Arabidopsis sowie in Weinreben eingeführt. Durch die Beobachtung ihres Aufenthaltsorts innerhalb der Pflanzenzellen und der durch sie ausgelösten Veränderungen im Pflanzenwachstum und in der Entwicklung sollen ihre spezifischen Rollen im Krankheitsverlauf aufgeklärt werden. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt liegt auf der Identifizierung pflanzlicher Proteine insbesondere Transkriptionsfaktoren und Signalmoleküle , die mit den Effektoren des Pathogens interagieren. Mithilfe von RNA-Sequenzierung und Datenintegration wird das Projekt untersuchen, welche Pflanzengene während der Infektion aktiviert oder unterdrückt werden. Anschließend erfolgen gezielte Laborexperimente, um die Bindung zwischen Pflanzenfaktoren und Effektoren sowie die funktionalen Auswirkungen dieser Wechselwirkungen zu bestätigen. Darüber hinaus wird untersucht, wie die Aktivität der Effektorproteine übergeordnete Prozesse in der Pflanze beeinflusst. Durch die Analyse von Genexpressionsmustern und Enzymaktivitäten in Pflanzen, die Effektor-Gene tragen, entsteht ein detailliertes Bild davon, wie das Pathogen den Stoffwechsel und das Immunsystem des Wirts gezielt umprogrammiert. Diese Erkenntnisse sind von zentraler Bedeutung für die Entwicklung resistenter Pflanzensorten oder neuer Behandlungsansätze. Alle im Projekt generierten Daten werden gemäß den FAIR-Prinzipien verwaltet, um Transparenz, Wiederverwendbarkeit und einen breiten Zugang für die weltweite Forschungsgemeinschaft sicherzustellen. Das Projekt basiert auf einer starken Zusammenarbeit führender Labore in Slowenien, Kroatien und Österreich, die alle über langjährige Erfahrung in der Phytoplasmenforschung verfügen. Es wird erwartet, dass die Forschung entscheidende Fortschritte im Verständnis pflanzlicher Abwehrmechanismen gegen Pathogene liefert und neue Wege zur Bekämpfung von Krankheiten bei Weinreben und anderen Kulturpflanzen eröffnet.