Das Projekt "Charakterisierung eines hypovirulenten Chrysovirus aus Fusarium graminearum: Prozessierung der viralen Proteine, Replikation und Infektion" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Biozentrum Klein Flottbek und Botanischer Garten.Das Isolat Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) zeigt nach Infektion auf Weizen und Mais gegenüber anderen Isolaten, wie dem Wildtyp Fg-PH1, eine verringerte Virulenz. Dieses Phänomen der Hypovirulenz ist von einigen filamentösen phytopathogenen Pilzen beschrieben worden und wird durch Mykoviren verschiedener Genera verursacht. Auch aus dem Fg-ch9 konnte ein isometrisches 35 bis 40 nm Mykovirus isoliert werden (V-ch9), dessen Sequenz eine hohe Ähnlichkeit mit Chrysoviren (Familie Chrysoviridae) aufweist. Das Genom dieses Mykovirus ist auf fünf dsRNAs verteilt, auf welchem jeweils ein Offenes Leseraster (ORF) für Proteine zwischen 79 und 127 kDa kodiert. Das 127 kDa Protein des ORF von RNA 1 kodiert für die RNA-abhängige RNA Polymerase, welche Bestandteil des Partikels ist. Die Translationsprodukte der ORFs von RNA 2 und RNA 3 bilden als prozessierte Derivate das Kapsid. Das Translationsprodukt von RNA 5 ist nicht Bestandteil des Partikels und weist Zink-Finger Motive auf. Für dieses Protein wurde die Fähigkeit zur Suppression von gene silencing nachgewiesen. Ob das Translationsprodukt von RNA 4 prozessiert wird und welche Funktion es hat, ist gegenwärtig unklar. Das Interesse an Mykoviren ist erst in den letzten Jahren gestiegen, so dass die Replikation und Interaktionen zwischen Pilz und Virus wenig erforscht sind. Nach der Sequenzierung und Klonierung der viralen RNAs des V-ch9 und ersten Analysen zur Funktion der von den ORFs exprimierten Proteine und deren Prozessierung sollen deswegen im nächsten Schritt die Prozessierung sowie das zeitliche Auftreten während der Replikation genauer untersucht werden. Aus diesen Daten können möglicherweise Rückschlüsse auf deren Funktion(en) gezogen werden. Die genaue Analyse der Funktion muss dann in einem weiteren Schritt mit Hilfe der Reversen Genetik analysiert werden. Da dsRNA Viren für ihre Replikation ihre RNA-abhängige RNA Polymerase und eine schützende Hülle benötigen, ist für das V-ch9 und alle anderen dsRNA Mykoviren die Reverse Genetik zwar prinzipiell möglich, jedoch ungleich aufwändiger als für ssRNA Viren, bei denen eine virale RNA infektiös ist. Neben dem System an sich fehlen für das Virus aus Fg-ch9 eine einfache Methode der Infektion und ein Wirt, in dem das Virus stabil repliziert. Hier sollen über die Testung der Infektion über Anastomosen und die Etablierung eines geeigneten Wirtes für die Replikation über Eliminierung des Virus aus Fg-ch9 bzw. Modifikation eines Laborstammes von F. graminearum weitere Voraussetzungen für das Etablieren eines Systems zur Reversen Genetik geschaffen werden.Bei Kenntnis der Replikation und Kenntnis der Funktion der viralen Proteine können Konzepte für den Einsatz der Hypovirulenz in der Praxis entwickelt werden.
Das Projekt "Multitrophic Interactions with Oaks (TrophinOak); PART 1: RootPatho-EM; PART 2: RootCons" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenökologie.Part 1: RootPatho-EM - Gene regulation and C and N fluxes during the endogenous rhythmic growth of oaks interacting with mycorrhizal as well as root pathogenic biotrophs. Trees produce photoassimilates and mobilize nutrients to support their own development but also associations with beneficial or detrimental biotrophic partners. Similar to major forest trees, oaks growth follows an endogenous rhythm with alternating flushes in root and shoot, which was shown to affect the formation of ectomycorrhizal symbioses between roots and fungi. The project part RootPatho-EM aims at enlightening the implication of this rhythm in interactions with the ectomycorrhizal fungus Piloderma croceum and the susceptibility against the root rot pathogen Phytophthora quercina. In controlled experiments with oak microcuttings inoculated with one or both microorganisms the plant resource allocation will be followed after labelling with 13C and 15N, while the plant gene regulation will be monitored with a broad range array. Additional experiments will investigate the impact of climatic fluctuations, tree neighbouring and interaction with actinobacteria. The project part RootPatho-EM also assumes the central function of producing the plant material and a mobile 13CO2/12CO2-labelling unit to analyse C allocation for the whole application, thus crucially contributs to its joined experimental platform (JEP) for rational cross comparison of gene regulation and resource allocation patterns in all considered biotrophic interactions. Part 2: RootCons- Effects of root and fungal feeding animal consumers on rhizosphere interactions and oak performance. The proposed project investigates the gene expression response of mycorrhizal and non-mycorrhizal oak microcuttings to major rhizosphere animals, root and fungal feeding invertebrates, represented by nematodes and Collembola, respectively. The gene expression response of the plants will be investigated using microarrays and qRT-PCR technology in parallel to carbon and nitrogen allocation patterns using 13CO2 and 15N pulse labelling. Two growth phases of oak microcuttings i.e., root and shoot flushes and their response to root and fungal feeders in the rhizosphere will be studied. In a further experiment the time dependent flux of carbon into rhizosphere compartments including roots, soil microorganisms and fungal feeders will be investigated using bulk 13C and compound specific 13C lipid analysis. Both separate and combined effects of nematodes and Collembola will be studied. In addition, interactions between root feeding nematodes and beneficial rhizosphere bacteria (actinomycetes) will be investigated to obtain a comprehensive picture on rhizosphere microbial communities. The project aims at getting detailed insight into the genetic and C allocation response of oak microcuttings to animal rhizosphere consumers, and the implications of these interactions for rhizosphere microorganisms.
Das Projekt "Multitrophic Interactions with Oaks (TrophinOak); Part 3: Physiologische und molekulare Antworten der Eiche (Quercus robur) auf die Interaktion mit Eichenmehltau (Microsphaera alphitoides) und dem Mykorrhiza-Helfer-Bakterium Streptomyces AcH 505 (LeafPatho-MHB)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenökologie.Die Wurzeln der meisten Bäume der gemäßigten Zonen gehen eine Verbindung mit Ektomykorrhizapilzen ein. Die hieraus resultierende Symbiose übt einen großen Einfluss auf die Pflanze aus. Am häufigsten wurde ein verbesserter Ernährungsstatus der Pflanze dokumentiert, jedoch wurden auch andere Effekte beobachtet, so z.B. eine erhöhte Resistenz gegen Wurzelpathogene. Die Entwicklung einer Ektomykorrhiza führt des Weiteren zur Ausbildung einer spezifischen mikrobiellen Gemeinschaft. Einige dieser Bakterien, die die Ausbildung der Mykorrhiza fördern, werden als Mykorrhiza-Helfer-Bakterien (MHB) bezeichnet. Die Gesamteinflüsse der MHBs auf die Pflanze und der Mykorrhizabildung auf die pflanzliche Abwehr gegen Blattpathogene wurde bisher nicht detailliert untersucht. Die Hauptziele dieses Projektteils sind zu untersuchen, wie die Stieleiche (Quercus robur L.) die physiologischen und molekularen Antworten während der Interaktionen mit drei natürlicherweise vorkommenden Mikroorganismen koordiniert. Hierzu gehört der Erreger des Eichenmehltaus, Microsphaera alphitoides, ein MHB und der Ektomykorrhizapilz Piloderma croceum. Die Auswirkungen dieser drei Mikroorganismen auf Genregulation und Assimilatverteilung werden über Microarray-Analyse sowie durch Kohlenstoffmarkierung verfolgt. Nachfolgend sollen Mykorrhiza-assoziierte Bakterien bezüglich ihres Effektes auf die pflanzliche Resistenz gegen Wurzelpathogene und Blattherbivore, Photosynthese und Assimilatverteilung untersucht werden.
