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Identification of novel genes conditioning bacterial blight resistance in rice using genomic resources and functional analysis tools

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Die Resistenz von Reis gegen bakterielle Krankheiten

Reis ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen weltweit. Die Entwicklung einer Resistenz von Nutzpflanzen gegen bakterielle Krankheiten wird die Produktionsausbeute und die globale Ernährungssicherheit verbessern.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen
Gesundheit

Xanthomonas oryzae ist eine Gruppe von pflanzenpathogenen Bakterien, die Bakterienbrand und bakterielle Blattkrankheiten bei Reis verursachen. Diese Erkrankungen treten in verschiedenen Phasen des Pflanzenwachstums auf und bedrohen die Reisproduktion weltweit, vor allem in bewässerten Reisanbaugebieten. Zu verstehen, wie Reis mit bakteriellen Krankheitserregern interagiert, um zu Resistenz oder Krankheit zu gelangen, könnte zum Design von Ansätzen für genetisch modifizierte Pflanzen führen. Ziel des EU-geförderten Projekts RXOMICS (Identification of novel genes conditioning bacterial blight resistance in rice using genomic resources and functional analysis tools) war die Entdeckung von Genen, die für Resistenz gegen bakterielle Erkrankungen bei Reis verantwortlich sind. Hierfür vereinten die Forscher molekulare, genomische und genetische Ansätze in Bezug auf sowohl Reis als auch X. oryzae. Das Konsortium schuf eine neue Mapping-Quelle, die die hochauflösende Erfassung von quantitativen Trait-Loci in natürlich resistenten Pflanzen erlaubte. Die Forscher beobachteten, dass X. oryzae Transkriptionsaktivator-ähnliche (TAL) Effektoren enthielt, die Wirtsgene im Zusammenhang mit erhöhter Anfälligkeit aktiviert. Mithilfe des schwach virulenten X11-5A-Stamms zeigten die Forscher, dass die Lieferung von TAL-Effektoren eine deutliche Erhöhung der Virulenz bei verschiedenen Reissorten verursachte. Dieses System erlaubte darüber hinaus, TAL-Wirtsgen-Interaktionen zu untersuchen und neue Loci zu identifizieren, die an der Resistenz gegen bakterielle Infektionen beteiligt sind. RXOMICS identifizierte auch einen neuen Mechanismus der Resistenz von Reis, an dem TAL-Effektoren beteiligt sind. Ein einzelner dominanter Locus, bezeichnet als Xo1(t), der dem Chromosom 4 des Reisgenoms zuzuordnen ist, war für diese Resistenz gegen die afrikanischen Stämme von X. oryzae verantwortlich. Erhebliche Anstrengungen widmeten sich auch der Entwicklung von Diagnose-Tools für Reispathogene. Die Projektergebnisse von RXOMICS könnten die Ernährungssicherheit durch die nachhaltige Entwicklung von bakterienresistenten Reiskulturen verbessern.

Schlüsselbegriffe

Resistenz von Reis, Xanthomonas oryzae, Bakterienbrand, TAL-Effektor

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