Etablierung und Durchführung verschiedener Sichtungen zur Identifizierung von Signalwegkomponenten der Paprika-Bs3-vermittelten Resistenzreaktion

Abstract

Das Resistenzgen Bs3 aus Paprika (Capsicum annuum cv. ECW-30R) vermittelt Resistenz gegenüber Stämmen des bakteriellen Phytopathogens Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, die das Avirulenzprotein AvrBs3 in die Pflanzenzellen translozieren. Bs3 ist ein atypisches Resistenzprotein, da es Homologie zu Flavinabhängigen Monooxygenasen (FMOs) aufweist. Um den molekularen Mechanismus der Bs3-vermittelten Resistenz aufzuklären, wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Sichtungen etabliert und durchgeführt. cDNA-Fragmente einer Paprika-Bibliothek wurden zusammen mit avrBs3 und Bs3 in Nicotiana benthamiana coexprimiert, um Signalkomponenten der Bs3-vermittelten Resistenz zu identifizieren. Dabei wurden unvollständige Gene für eine Kinase und Bs3 identifiziert, die die Bs3-vermittelte hypersensitive Reaktion (HR) verzögern. Die Verzögerung der Bs3-vermittelten HR durch das unvollständige Bs3, welches allein exprimiert keine HR auslöst, deutet auf die Ausbildung von nicht-funktionalen heteromeren Komplexen mit dem Volllängen-Bs3-Protein hin. Das vollständige Gen der Kinase codiert für eine rezeptorähnliche Kinase mit Leuzinreichen Sequenzwiederholungen (LRR-RLK), die aufgrund ihrer Domänenstruktur vermutlich zur Familie der SRF (STRUBBELIG-receptor like familiy)- Proteine gehört. Auch das Volllängen-Protein CaLRR-RLK verzögert die Bs3-vermittelte HR. Allerdings ist CaLRR-RLK nicht spezifisch für die Bs3-vermittelte Resistenzreaktion, da es ebenfalls die durch BAX, Rx, Bs4, AvrB oder XopJ induzierten Zelltodreaktionen verzögert. Außerdem wurde eine mutationsbasierte Sichtung in Arabidopsis thaliana durchgeführt, um Signalwegkomponenten zu identifizieren, die am Auslösen der Bs3-vermittelten HR beteiligt sind. Dafür wurden Bs3-transgene Linien erstellt und diese hinsichtlich ihres Phänotyps (Zelltod nach Bs3-Induktion) und der Anzahl der Transgen-Kopien analysiert. Die Sichtung einer EMS-Population identifizierte 231 potentielle Kandidatenpflanzen, die die Induktion des Bs3-vermittelten Zelltodes überlebten und keine Mutation im Bs3-Gen aufwiesen.