Enjoy the silencing : RNA-silencing-basierte Methoden zum Schutz von Pflanzen vor viralen Infektionen

Abstract

Die RNA-Interferenz ist ein natürlich vorkommender Mechanismus in Eukaryoten, der neben der Genregulation auch der Virusabwehr dient. Sie ist als vielversprechende Möglichkeit zum Schutz vor Pflanzenpathogenen zunehmend in den Fokus gerückt. Ein Vertreter wirtschaftlich relevanter Pflanzenviren ist das Cucumber mosaic virus (CMV). Thema der Arbeit ist die Steigerung der Spezifität und Wirksamkeit antiviraler RNAi-Ansätze. Die Basis dafür bildete ein zytoplasmatischer Extrakt entvakuolisierter N. tabacum-Protoplasten (BYL), welcher in vitro die Rekonstitution des pflanzlichen RNA-silencing ermöglicht. Mittels dieses in‐vitro-Systems sowie mithilfe von Infektionsexperimenten im Modell-Organismus N. benthamiana konnten mehrere effiziente siRNAs gegen CMV identifiziert werden. Darüber hinaus konnte das Design doppelsträngiger RNAs für deren potentielle Anwendung als antivirales Pflanzenschutzmittel verbessert werden.

RNA interference is a naturally occurring mechanism in eukaryotes that serves not only gene regulation but also viral defense. It has received increasing attention as a promising means of protection against plant pathogens. One representative of economically relevant plant viruses is Cucumber mosaic virus (CMV). The aim of this work was to increase the specificity and efficacy of antiviral RNAi approaches. The analyses were based on a cytoplasmic extract of evacuolated N. tabacum protoplasts (BYL), which allows the reconstitution of plant RNA silencing in vitro. Using this in vitro system as well as infection experiments in the model plant N. benthamiana, several efficient siRNAs against CMV could be identified. In addition, the design of double-stranded RNAs for their potential application as antiviral plant protection agents could be improved.