Die Reaktionen von Arabidopsis thaliana auf ein nekroseinduzierendes Protein aus Phytophthora sojae (PsojNip)

Abstract

Proteine der Necrosis- and ethylene-inducing protein-like Familie (NLPs) existieren in verschiedenen Phytopathogenen und sind charakterisiert durch ihre Fähigkeit zur Zelltodinduktion sowie der Aktivierung von Abwehrreaktionen in Dikotyledonen. Zu dieser Familie zählt PsojNip, ein Virulenzfaktor aus Phytophthora sojae. Eine Infiltration von Arabidopsis thaliana mit diesem Protein führt zu schnellem Zelltod und Anstieg der Ethylen-Konzentration. Über weitere aktivierte Signalwege sowie deren Zusammenhänge ist bisher nur wenig bekannt (Qutob et al., 2002; Qutob et al., 2006). Die Reaktionen von A. thaliana auf PsojNip zu analysieren und einen möglichen Wirkmechanismus aufzuzeigen, war das Ziel der vorliegenden Arbeit. Dazu wurden Wiltyppflanzen sowie Mutanten der Pathogenabwehr mit PsojNip infiltriert. Verglichen wurden die Reaktionen mit denen auf den gut charakterisierten NLP-Vertreter PaNie sowie den Peptidelizitor flg22. Frühe Reaktionen der Pathogenabwehr werden durch die beiden NLPs sowie flg22 in ähnlicher Weise induziert. Deutliche Unterschiede wurden bei der Akkumulation von Hormonen und Camalexin sowie bei der Zelltodinduktion beobachtet. Flg22 induziert einen durch RAR1 und SGT1b inhibierten Anstieg der Salicylsäurekonzentration. Die Infiltration mit PsojNip und PaNie führt dagegen zur Erhöhung der Jasmonat- und Camalexinkonzentrationen sowie zu schnellem Zelltod. Es ist anzunehmen, dass PsojNip und PaNie die Zellen in kurzer Zeit zerstören, wodurch endogene Moleküle freigesetzt werden, die als sogenannte Damage-associated molecular pattern (DAMP) in benachbarten Zellen Abwehrreaktionen induzieren.