Vergleichende mechanistische Analyse der Anpassung von Sporisorium reilianum an seine Wirtspflanzen Mais und Hirse
SCHI 1114/3-1
Anpassung von pflanzen-kolonisierenden Pilzen an neue Wirte ist eine der Hauptquellen von neu auftretenden pilzlichen Pflanzenpathogenen. Obwohl biotrophe Pilze sich bekanntermaßen eng an ihren spezifischen Wirt anpassen, sind in der Evolution der Brandpilze Wirtswechsel relativ häufig aufgetreten. Die Mechanismen, die es Wirts-adaptierten Stämmen erlauben ihren Wirt zu wechseln, sind unklar. Kenntnis dieser Mechanismen ist wichtig für die Entwicklung von Schutzstrategien für unsere Nutzpflanzen vor den Bedrohungen der Zukunft.
Der genetisch zugängliche Brandpilz Sporisorium reilianum hat kürzlich von Hirse auf Mais als Wirtspflanze gewechselt. Heutzutage sind zwei formae speciales bekannt, S. reilianum f. sp. reilianum (SRS), ein hochvirulentes Pathogen von Hirse, und S. reilianum f. sp. zeae (SRZ), ein moderat virulentes Pathogen von Mais. Unter Laborbedingungen können Stämme von SRZ und SRS hybridisieren, und Hybride sind schwach virulent auf beiden Wirten. Wir wollen Experimentelle Evolution anwenden, indem natürliche und Hybridstämme der wiederholten Selektion durch die Pflanze ausgesetzt sind. Adaptierte Stämme werden dann mit ihren Ausgangsstämmen durch Genom-, Transkriptom-, und Chromatin-Immunopräzipitations-Sequenzierung verglichen, um herauszufinden, ob die Wirtsanpassung durch langsame aber stabile genetische Veränderungen, durch schnelle epigenetische Veränderungen, oder durch Hybridisierung ermöglicht wird.
Publikationen
- Frantzeskakis, L., Di Pietro, A., Rep, M., Schirawski, J., Wu, C.‐H. and Panstruga, R. (2019) Rapid evolution in plant–microbe interactions – a molecular genomics perspective. New Phytol. DOI: 10.1111/nph.15966
- Nilam Borah, Emad Albarouki, Jan Schirawski (2018) Comparative methods for molecular determination of host-specificity factors in plant-pathogenic fungi. International Journal of Molecular Sciences, 19: 863. DOI: 10.3390/ijms19030863