Echter Mehltau, verursacht durch Erysiphe necator, stellt eine erhebliche Bedrohung für die Gesundheit von Weinreben dar, da er sekretierte Effektorproteine (CSEPs) nutzt, um die Abwehrkräfte der Pflanzen zu unterdrücken. Trotz des Wissens über pflanzliche Immunmechanismen sind die spezifischen Rollen der CSEPs von E. necator bei Infektionen weitgehend unbekannt.
Angesichts der wirtschaftlichen Bedeutung von Weinreben und der Bedrohung durch Mehltau besteht ein dringender Bedarf an der Untersuchung der molekularen Mechanismen von CSEPs in E. necator, die neue Strategien zur Verbesserung der Pflanzenresistenz gegen diesen allgegenwärtigen Krankheitserreger aufzeigen könnten.
Im August 2023, Gartenbauforschung veröffentlicht eine Studie mit dem Titel „Ein Effektor von Erysiphe necator wandert in Chloroplasten und Plasmamembranen, um die Wirtsimmunität in der Weinrebe zu unterdrücken.“
Diese Studie identifizierte das sekretierte Effektorprotein CSEP080 von E. necator, das sich in pflanzlichen Chloroplasten und Plasmamembranen befand. Weitere Experimente zeigten, dass diese spezielle Lokalisierung für die Funktion des Effektors wesentlich war.
Die vorübergehende Expression von CSEP080 förderte die Photosynthese und hemmte den INF1-induzierten Zelltod in Tabakblättern, was darauf hindeutet, dass E. necator die Physiologie der Wirtspflanze zu seinem Vorteil manipulieren könnte. Die Expression von CSEP080 wurde während kritischer Phasen der Haustoriumbildung hochreguliert, was auf seine Rolle bei der Effektorsekretion in Wirtszellen hinweist. CSEP080 wurde durch Hefesekretionstests als echter Mehltau-Effektor bestätigt.
Die Studie zeigte die Wechselwirkung von CSEP080 mit dem Chloroplastenprotein VviB6f und der Pektinesterase VviPE der Weinrebe, um die Photosynthese in Pflanzen durch Hefe-Zwei-Hybrid- und bimolekulare Fluoreszenzkomplementationstests zu beeinflussen. Die Stummschaltung von VviB6f in Weinreben erhöhte die Resistenz gegen Mehltau und unterstreicht die Rolle des Proteins bei der Infektionsstrategie des Krankheitserregers, indem es die Abwehrkräfte und die Photosynthese des Wirts moduliert.
In ähnlicher Weise wirkte sich die Manipulation des VviPE-Spiegels auf den Pektingehalt in Weinrebenblättern aus, was einen weiteren Weg aufzeigt, über den CSEP080 Infektionen fördert, wahrscheinlich durch die Schwächung physikalischer Barrieren gegen das Eindringen von Krankheitserregern.
Insgesamt erläutert diese Studie nicht nur die ausgeklügelten Strategien, die E. necator zur Infektion und Schädigung von Weinreben einsetzt, sondern identifiziert auch potenzielle molekulare Ziele für die Entwicklung neuer Strategien zur Krankheitsbehandlung.
Durch die Aufdeckung der Rolle von CSEP080 bei der Manipulation der Abwehrkräfte und der Physiologie der Wirtspflanze bietet die Forschung Einblicke in das Wettrüsten zwischen Pflanzen und ihren Krankheitserregern und bildet die Grundlage für zukünftige Interventionen zum Schutz von Weinreben vor einer Infektion mit Mehltau.
Mehr Informationen:
Bo Mu et al., Ein Effektor von Erysiphe necator wandert in Chloroplasten und Plasmamembranen, um die Immunität des Wirts in der Weinrebe zu unterdrücken. Gartenbauforschung (2023). DOI: 10.1093/hr/uhad163