Isolierung und Charakterisierung des ERP1-Gens aus Arabidopsis thaliana im Rahmen von Untersuchungen zur Nichtwirtsresistenz gegenüber Phytophthora infestans

Abstract

Die Nichtwirtsresistenz von Arabidopsis thaliana gegen Phytophthora infestans basiert auf mehreren Ebenen der Abwehr. Die Myrosinase PEN2 und der ABC-Transporter PEN3 tragen effektiv zur Prä-invasiven Abwehr bei. Um weitere Gene zu identifizieren, die in diese Nichtwirts-Interaktion involviert sind, wurde ein genetischer screen mit re-mutagenisierten pen2-Pflanzen durchgeführt. Es wurden 14 unabhängige Mutanten isoliert, die entsprechend ihrer Phänotypen als enhanced response to Phytophthora (erp) bezeichnet wurden. Die Abwehrreaktion der erp1-Mutante gegenüber P. infestans und anderen filamentösen Pathogenen ging mit vermehrtem Zelltod und massiven PMR4-unabhängigen Kallose-Ablagerungen im Mesophyll einher. ERP1 kodiert die Phospholipid:Sterol-Acyltransferase PSAT1. erp1-Mutanten weisen stark reduzierte Sterolester-Mengen und eine veränderte Sterolhomöostase im Blatt auf. Dies legt eine Bedeutung von Sterolkonjugaten für die Abwehrreaktion gegen invasive filamentöse Pathogene nahe.

The non-host resistance of Arabidopsis thaliana against Phytophthora infestans is based on a multi-layered defense response. The myrosinase PEN2 and the ABC-transporter PEN3 were shown to be required for an efficient pre-invasive resistance against P. infestans. To identify further genes involved in this non-host interaction, a genetic screen with re-mutagenized pen2 plants was performed. 14 independent mutants were isolated exhibiting an enhanced response to Phytophthora (erp) phenotype. The enhanced defense reaction of the erp1 mutant upon challenge with P. infestans and other filamentous pathogens was accompanied by an enhanced mesophyll cell death and excessive callose deposits in mesophyll cells, independent of PMR4. ERP1 encodes the phospholipid:sterol acyltransferase PSAT1. erp1 mutants showed highly reduced sterol ester levels and an altered sterol homeostasis in leaves. This suggests a role for sterol conjugates in defense responses against invasive filamentous pathogens.