Hypothesen getriebene Identifizierung von Virulenzfaktoren des Maispathogens Colletotrichum graminicola

Abstract

Phytopathogene Pilze welche eine biotrophe Lebensweise aufweisen, wie der hemibiotrophe Colletotrichum graminicola, sind gezwungen Abwehrreaktionen des Wirtes zu vermeiden. In dieser Arbeit wurde untersucht in wie weit sekretierte pilzliche Proteine mögliche pflanzliche Abwehrreaktionen, bei der kompatiblen Interaktion mit Mais, unterdrücken bzw. umgehen. Durch verschiedene Ansätze wurden Kandidatengene im Sekretom von C.graminicola identifiziert und weiterführend genetisch und funktionell analysiert. Die Deletion von zwei aus insgesamt 59 Kandidatengenen führte zu einem stark reduzierten Virulenzphänotyp. Beide Kandidatengene befinden sich im selben Cluster bestehend aus fünf Genen, welche ausschließlich für Proteine mit einem Signalpeptid kodieren Die Deletionsmutanten des ersten Genes waren nicht mehr in der Lage die epidermalen Wirtszellen zu penetrieren und daher avirulent, obwohl offensichtlich normale Appressorien gebildet wurden. Die Deletionsmutanten des zweiten Genes zeigten noch eine Penetration der epidermalen Zellen, induzierten aber eine starke pflanzliche Abwehr in Form von Papillen.

Plant pathogenic fungi exhibiting phases of biotrophic growth - like the hemibiotrophic Colletotrichum graminicola - need to avoid defence responses of their host. In this thesis, we investigated whether secreted proteins of this fungus may play a role in suppression or evasion of possible defence reactions in the compatible interaction with maize. Using several approaches candidates were identified in the secretome of C. graminicola that served as targets for functional genetical analyses. The deletion of two out of a total of 59 genes caused a strongly reduced virulence on maize. Both genes belong to the same cluster of five genes, all encoding putatively secreted proteins. The deletion mutants of the first gene were not able to penetrate host epidermal cells and were thus avirulent although apparently normal appressoria were formed. Deletion mutants of the second gene were still able to penetrate epidermal cells but induced strong host responses such as the formation of papilla.