Die Mechanismen der basalen Immunität gegen Pflanzenviren
Organismen erkennen Mikroben durch pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMP) mithilfe von Mustererkennungsrezeptoren (PRR). Das Zusammenspiel zwischen PAMP und PRR aktiviert eine Reihe von schnellen, effizienten Abwehrreaktionen und führt zu PAMP-ausgelöster Immunität (PTI). Allerdings können einige Krankheitserreger diese Abwehrmechanismen überwinden, indem sie mithilfe von Effektor-Proteinen die PTI stören. Das EU-geförderte Projekt IBIS (Identification of basal immunity mechanisms against plant pathogenic viruses) untersuchte, wie Pflanzen Viren wahrnehmen und Immunität auslösen, um Pflanzenresistenz zu erreichen. Die Forscher wollten die basale Immunität gegen Pflanzenviren mithilfe von transkriptomischen Analysen identifizieren, um zu untersuchen, wie der Pflaumenpockenvirus (PPV) mit dem Modellorganismus Arabidopsis thaliana interagiert. Basale Immunität ist die erste Verteidigungslinie, die Pflanzen gegen ganze Gruppen von Krankheitserregern schützt. Die Pflanzenbiologen identifizierten die zellulären Bestandteile der basalen Immunität gegen PPV und führten eine funktionelle Charakterisierung von PPV-Effektoren durch, die die basale Immunität der Pflanzen unterdrücken. Sie betrachteten auch die Überlappung zwischen den Signalpfaden der basalen Immunität, die durch Pflanzenpathogene ausgelöst werden. Reverse genetische Analyse wurde an Arabidopsis durchgeführt, um festzustellen, ob Proteine, die bereits an der pflanzlichen basalen Immunität gegen nicht-virale Erreger beteiligt sind, auch eine Rolle bei der Resistenz von Pflanzen gegen Viren spielen könnten. Die Ergebnisse enthüllten die Rolle der PTI-Maschinerie bei Arabidopsis, was die Hypothese unterstützt, dass sich Pflanzen gegen Viren mittels basaler Immunität verteidigen. Sie unterstützten auch die Hypothese, dass die Signalpfade der basalen Immunität gegen virale Erreger zumindest teilweise mit denen der basalen Immunität gegen nicht-virale Krankheitserreger übereinstimmen. Weiterhin fanden die Forscher heraus, dass ein PPV-Protein PAMP-ausgelöste Reaktionen negativ regulieren kann, was zum ersten Mal zeigt, dass das Genom von Pflanzenviren PTI unterdrückende pathogenen Effektoren kodieren kann. Viren können sich sehr schnell entwickeln, um die genetische Resistenz, die Pflanzenzüchter zur Kontrolle von viralen Epidemien verwenden, zu überwinden. Daher wird die Umsetzung der neuen Erkenntnisse aus IBIS zu antiviralen PTI-Mechanismen in Pflanzenverbesserungsprogrammen einen wichtigen Schritt vorwärts im Kampf gegen virale Epidemien darstellen.
Schlüsselbegriffe
basale Immunität, pathogene Viren, pathogen-assoziierte molekulare Muster, Mustererkennungsrezeptoren
