Kontrolle von parasitären Unkräutern
Parasiten heften sich an das vaskuläre System des Wirts, das die beiden Spezies physikalisch und physiologisch verbindet und deshalb nur schwer kontrollierbar ist. Die Abhängigkeit des Parasiten vom Wirt und seine perfekte Abstimmung mit der Entwicklungssignalisierung des Wirts lässt vermuten, dass er für neue Steuerstrategien anfällig ist. Bis jetzt waren die Schlüsselprozesse, die an Parasit-Wirt-Interaktionen beteiligt sind, jedoch kaum verstanden. Die EU finanzierte das Forschungsprojekt "Genomics-based investigations into orobanche-host interactions" (OROBANCHE) über die Molekularbiologie des Invasionsprozesses der parasitären Wirtspflanze, um neue Konzepte für ihre Kontrolle zu schaffen. Zu den spezifische Zielen gehörten die Charakterisierung der Genexpression von Orobanchaceae und mRNA-Mobilität zwischen Wirt und parasitärem Unkraut. In Zusammenarbeit mit mehreren universitären Partnern aus den USA, erstellten die Forscher die erste große Datenbank mit Transkriptomdaten von drei verwandten Parasitenarten. Die Sequenzdatenbank ermöglichte eine Anzahl neuer Forschungsrichtungen. Keimungssignale gehörten zu den ersten interessanten Genen, die in der Datenbank entdeckt wurden. Die Parasiten Orobanche und Striga verzeichnen nur dann eine Samenkeimung, wenn sie durch bestimmte chemische Verbindungen, die von den Wurzeln der Wirtspflanze abgesondert werden, stimuliert wurden. Es wurden Untersuchungen eingeleitet, um die Fähigkeit des Parasiten zur Wahrnehmung dieser Signale zu charakterisieren. Die Hauptklasse der Keimungsstimulanzien sind Strigolactone, Pflanzenhormone, die die Pflanzenarchitektur und Funktion steuern. Die Strigolacton-Gentranskripte codieren funktionelle Proteine und werden während Lebensstadien der Parasiten koordiniert geregelt. Ein horizontaler Gentransfer aus einem Hülsenfruchtvorfahren zur Orobanche aegyptiaca ist ein faszinierender Fall. Das übertragene Gen, ein Albumin 1 KNOTTIN-ähnliches Proteingen, steht im Zusammenhang mit einem anti-insektiziden Protein. Daher kann die Übernahme von einem Wirt einen Fitnessnutzen bedeuten. Das Gen erscheint als exprimiert und die Funktion und die Homologen wurden aus verschiedenen verwandten Spezies sequenziert. Zusammenfassend hat das Forschungsprojekt zu mehreren neuen Einblicken in die Co-Existenz von parasitären Pflanzen und ihren Wirten beigetragen. Es wird erwartet, dass diese Arbeit zur Entwicklung von effektiveren Unkrautbekämpfungsstrategien beitragen wird.
Schlüsselbegriffe
Parasitäres Unkraut, Orobanche, Pflanzengenomforschung
