Das Projekt "Einfluss erhöhter Temperaturen und Trockenheit auf die virus-Resistenz von Tomatenpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Biologie, Lehrstuhl für Biochemie durchgeführt. Climate changes are likely to impact plant diseases. Especially drought and heat stress will influence plant-virus interactions. Here we propose to study mechanisms of resistance to Tomato spotted wilt virus (TSWV) and Potato virus Y (PVY) of tomato plants exposed to heat and drought stress. Both viruses belong to different virus families with devastating impact on tomato yield worldwide. In addition, Tsw-mediated TSWV resistance is unstable under elevated temperatures, which makes development of novel resistance strategies a necessity. To achieve these goals, we propose to generate transgenic tomato plants with altered expression of TSWV or PVY interacting host proteins and to validate resistance of these transgenic plants under heat and drought stress. To study the possible suppression of virus resistance by heat and drought stress, transgenic plants and additional tomato genotypes carrying resistance genes conferring potyvirus and tospovirus resistance will be challenged with elevated temperatures and limiting water supply prior infection with different PVY and TSWV isolates under controlled and field conditions. Monitoring virus replication as well as metabolic and transcriptional changes will allow a comparative analysis linking specific transcript and metabolite changes to susceptible and resistant host-virus combinations and will help to design durable heat- and drought-stable virus resistance in tomato plants.
Das Projekt "Funktionelle Charakterisierung von differentiell exprimierten Genen in Bezug auf SCMV-Resistenz bei Mais" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Das Zuckerrohrmosaikvirus (SCMV) und einige nah verwandte Potyviren verursachen hohe Ertragsverluste bei Mais, Zuckerrohr und Sorghum. Im Mais gibt es wenige US-amerikanische und europäische Inzuchtlinien mit einer vollständigen Resistenz gegenüber dem SCMV. Eigene Untersuchungen unter Einsatz von QTL- und 'bulked segregant'-Analysen (BSA) ergaben eine oligogene Vererbungsweise der SCMV-Resistenz dreier europäischer Inzuchtlinien. Zwei QTL auf den Chromosomen 3 (Scmv2) und 6 (Scmv1) wiesen deutlich größere Geneffekte als die restlichen QTL auf. Die Zielsetzung dieses Projektes ist das Studium differentieller Genexpression mit isogenen Linien für Scmv1 und/oder Scmv2, um ein tieferes Verständnis der Resistenz- bzw. Anfälligkeitsresistenzen zu erlangen. Diese Kenntnisse können zur Entwicklung dauerhafter Potyvirusresistenzen bei Mais und anderen Gramineen herangezogen werden. Da die SCMV-Resistenz typische Eigenschaften quantitativ vererbter Merkmale besitzt, soll diese Studie gleichzeitig als Modell für die Untersuchung komplex vererbter Merkmale auf Expressionsebene dienen.
Das Projekt "Nachweis von Resistenztypen und Resistenzverhalten gegenüber dem Scharka-Virus (plum pox potyvirus, PPV) im Pflaumensortiment Dresden-Pillnitz des IPK Gatersleben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Pflanzenzüchtung und Pflanzenschutz durchgeführt. Die Scharka-Krankheit, verursacht durch das Scharka-Virus der Pflaume (plum pox potyvirus, PPV), zählt gegenwärtig in Europa zu den wirtschaftlich wichtigsten Viruskrankheiten des Steinobstes. Die effektivste und zugleich umweltschonendste Gegenmaßnahme stellt der Anbau resistenter Sorten dar. Der Züchtung müssen dazu Genotypen mit bekannten Resistenzeigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Literaturangaben und eigenen Erkenntnissen zufolge wird die Resistenz in Abhängigkeit vom Virusstamm und von der Umwelt ausgeprägt. Deshalb sollte es sich um genetisch unterschiedliches Zuchtmaterial handeln, das außerdem für die hiesigen Anbaubedingungen geeignet ist. Das Pflaumensortiment der Genbank Obst Dresden-Pillnitz des IPK Gatersleben erscheint für vergleichende Resistenzprüfungen besonders geeignet, da einheitliche Infektions- und Standortverhältnisse vorliegen. Insgesamt umfaßt es 242 Akzessionen (unterschiedliche Sorten z.T. verschiedener Herkünfte, einige Auslesen bzw. Zuchtklone). In Voruntersuchungen zeigte sich bereits ein differenziertes Verhalten gegenüber dem Scharka-Virus. Im Rahmen des geplanten Vorhabens ist vorgesehen, die nach Durchführung von Freilandbonituren und anschließender serologischer Testung als befallsfrei oder schwach befallen hervorgegangenen Genotypen mit Hilfe eines Gewächshaustestes (KEGLER et al., 1994) zu überprüfen. Die Reaktion handveredelter, getopfter Gewächshauspflanzen gestattet die frühzeitige Aussage zur PPV-Resistenz und gibt gleichzeitig einen Hinweis zum wahrscheinlichen Verhalten der Genotypen im Freiland im Falle eines hohen natürlichen Infektionsdruckes. Mit ausgewählten Genotypen folgen weitere Untersuchungen im Gewächshaus und Freiland unter Verwendung serologischer Methoden (ELISA, TPIB) und der PCR, um Kenntnisse zur Virusverteilung im Gehölz zu gewinnen. Hinzu kommt die Testung interessanter Exemplare mit verschiedenen, molekularbiologisch definierten Virusisolaten und unterschiedlichen Methoden der Virusübertragung. In Einzelfällen sind die Eltern resistenter Genotypen zu ermitteln und diese ebenfalls einer Testung zu unterziehen. Letzteres könnte Aussagen zur Vererbung der Scharka-Resistenz liefern. Die zusätzliche Ermittlung der Vektorresistenz gestattet eine umfassende Charakterisierung des Resistenzverhaltens von Pflaumengenotypen sowie die Ableitung züchterischer und anbauseitiger Empfehlungen.
Das Projekt "Modellregion Rhein/Neckar Dreieck: Induktion von Bluehverfruehung und Virusresistenz bei Zierpflanzenarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliche Lehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft, Weinbau und Gartenbau durchgeführt. Moderne Jungpflanzenbetriebe vermehren ihr Pflanzenmaterial nicht ueber Saatgut, sondern ueber Stecklinge, wobei die Vermehrung ueber mehrere Stufen erfolgt. Das Startmaterial, der sogenannte 'Nuclear Stock', wird in der Regel zur Erhaltung der Pathogenfreiheit in vitro erhalten, die Gewaechshaeuser fuer Nuclear Stockpflanzen genuegen den hoechsten Anforderungen. Die naechste Vermehrungsstufe wird ueber Stecklinge der Nuclear Stockpflanzen aufgebaut, was eine Vervielfachung des Pflanzenmaterials um den Faktor 10-20 entspricht. Aus dem Aufbau der letzten Vermehrungsstufe resultieren die Mutterpflanzen von denen die Stecklinge fuer den Verkauf geschnitten werden. Diese Zahlen belegen beeindruckend das Potential dieser sogenannten vegetativen Vermehrungen, es ist aber auch leicht einsehbar, dass sich Infektionen von Einzelpflanzen sozusagen expotentiell fortpflanzen und damit zu erheblichen Verlusten fuehren koennen. Daher machen sowohl gesetzliche Vorgaben fuer den Vertrieb von Jungpflanzenmaterial im europaeischen Binnenmarkt als auch Aspekte der Pflanzengesundheit ein sehr sorgfaeltiges Vorgehen bei der Erzeugung der Verkaufsware notwendig. Zwar koennen Schaderreger durch Pflanzenschutzmassnahmen bekaempft und durch eine sorgfaeltige Pflanzenhygiene in Schach gehalten werden. Diese Massnahmen koennen jedoch keine 100prozentige Freiheit von Pflanzenkrankheiten gewaehrleisten. Daher ist die Kultivierung von Pflanzenmaterial, dass gegen die Hauptschaderreger der jeweiligen Art widerstandsfaehig 'gemacht' wurde, als die wirtschaftlichste Massnahme anzusehen. Das Salat Mosaik Virus (LMV) wird aufgrund eigener Erfahrungen des Antragstellers als der wichtigste viroese Schaderreger bei der Produktion von einigen Zierpflanzenarten angesehen. Zur Erzeugung einer LMV-Resistenz soll daher die Uebertragung von pathogen(Virus)-abgeleiteten Sequenzen mittels Agrobakterientransfer erfolgen. Bei der Transformation werden verschiedene Ansaetze verfolgt werden, die sich bereits bei der Etablierung von Resistenzen gegen andere Potyviren als erfolgreich erwiesen haben: Die Expression kodierender und nichtkodierender sens- und antisens Sequenzen, die Expression eines mutierten Polymerase- und eines mutierten Huellproteingens (um so die Gefahr einer Heteroenkapsidierung auszuschliessen).
Das Projekt "Entwicklung von verbesserten und hochempfindlichen Methoden fuer den universellen und oekonomischen Nachweis von Alliumviren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. '- Herstellung von Antiseren und monoklonalen Antikoerpern (MAbs) gegen Allium-Viren, die mit den bisher vorhandenen serologischen Reagenzien nicht nachgewiesen werden koennen, - Herstellung von Antiseren und MAbs gegen konservierte Bereiche der Huellproteine (CP) von Carla- und Potyviren, - Bestimmung der CP-Nukleotidsequenzen von Allex-, Carla- und Potyviren und von anderen Genombereichen dieser Viren, um (degenerierte) Primer fuer hochkonservierte Domaenen fuer die Polymerasekettenreaktion (PCR) zu entwickeln, und Pruefung dieser Primer auf ihre Spezifitaet und generelle Verwendbarkeit zum Nachweis taxonomisch verwandter Viren und serologisch unterschiedlicher Staemme eines Virus, - Vergleich der Empfindlichkeit, Spezifitaet und Praktikabilitaet der PCR mit der von serologischen Methoden, - Erprobung von Gemischen von Antiseren und PCR-Primern fuer einen oekonomischeren Virusnachweis.