Wichtige Erkenntnisse über bakterielle Fruchtflecken und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit von Melonen- und Wassermelonenpflanzen

Eine neue Studie an der Hebräischen Universität Jerusalem enthüllt wichtige Erkenntnisse über bakterielle Fruchtfleckenkrankheit, eine schwere Krankheit, die Melonen- und Wassermelonenkulturen befällt. Die Forschung konzentriert sich auf die Rolle des Effektors AopW1, beleuchtet seine Bedeutung bei der Wirtsanpassung und bietet neue Perspektiven auf die HopW1-Familie bakterieller Effektoren.

Die Studie ist veröffentlicht In Das Pflanzenjournal.

Bakterielle Fruchtfleckenkrankheit, verursacht durch das Bakterium Acidovorax citrulli, stellt eine erhebliche Bedrohung für den Melonen- und Wassermelonenanbau dar. Stämme des Erregers können in zwei große genetische Gruppen eingeteilt werden, wobei Stämme der Gruppe I stark mit Melonen assoziiert sind und Stämme der Gruppe II eine höhere Aggressivität gegenüber Wassermelonen aufweisen.

Frühere Untersuchungen an der Hebräischen Universität unter der Leitung von Prof. Saul Burdman von der Abteilung für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie an der Robert H. Smith-Fakultät für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt ergaben, dass sich die beiden Stammgruppen im Arsenal der Typen unterscheiden. III sekretierte Proteineffektoren.

Hierbei handelt es sich um Moleküle, die vom Bakterium in die Wirtszelle abgesondert werden, wo sie deren Stoffwechsel manipulieren, um Krankheiten zu begünstigen. Andererseits können bestimmte Pflanzensorten Proteine ​​besitzen, die in der Lage sind, die Aktivität einiger dieser Effektoren zu erkennen und so die Resistenz zu fördern. Die Hypothese ist, dass Unterschiede im Arsenal der Effektoren wichtige Determinanten sind, die die bevorzugte Wirtsassoziation von A. citrulli gegenüber Melone oder Wassermelone beeinflussen.

Die Studie konzentrierte sich auf einen dieser Effektoren namens AopW1. Dieses Protein weist eine äußerst variable Region zwischen den Aminosäuren 147 bis 192 auf. Diese Region unterscheidet sich in 14 Aminosäuren zwischen Stämmen, die zu den beiden A. citrulli-Gruppen gehören. AopW1 der Gruppe I ist schädlicher für Hefe- und Nicotiana-benthamiana-Zellen und führt im Vergleich zu AopW1 der Gruppe II zu stärkeren Störungen der Zellstrukturen, erhöhtem Zelltod und geringeren Ablagerungen schützender Callose.

Wichtig ist, dass das Forschungsteam die Bedeutung spezifischer Aminosäurepositionen innerhalb dieser variablen Region für die schädlichen Auswirkungen von AopW1 demonstrierte. AopW1 wurde auch in verschiedenen Teilen von Wirtspflanzenzellen gefunden, darunter im endoplasmatischen Retikulum, in Chloroplasten und in Pflanzenendosomen.

Darüber hinaus enthüllt die Studie einen neuen Aspekt der Reaktion auf biotischen Stress, indem sie die Beteiligung des Endosomen-assoziierten Proteins EHD1 identifiziert, das bei Überexpression den durch AopW1 verursachten Zelltod verringert und die Abwehrmechanismen der Pflanze stärkt.

Bemerkenswerterweise zeigten Inokulationsexperimente mit Melonen und Wassermelonen unter Verwendung von Wildtyp- und Mutantenstämmen der Gruppen I und II, dass AopW1 nicht nur eine wichtige Rolle hinsichtlich des Beitrags zur Virulenz der Stämme der Gruppen I und II spielt, sondern auch zur Gestaltung der Wirtspräferenz beiträgt von Stämmen der Gruppen I und II in Richtung Melone bzw. Wassermelone.

Prof. Saul Burdman sagte: „Unsere Ergebnisse ermöglichen ein tieferes Verständnis der Mechanismen hinter der bakteriellen Fruchtfleckenkrankheit und bieten wertvolle Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Krankheitserreger. Dieses Wissen ist entscheidend für die Entwicklung gezielter Strategien zur Eindämmung der Auswirkungen dieser bedrohlichen Melonen- und Wassermelonenkrankheit.“ Ernten.“

Diese Forschung erweitert nicht nur unser Verständnis pflanzenpathogener Bakterien, sondern eröffnet auch neue Wege für die Entwicklung innovativer Ansätze zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen bakterielle Fruchtflecken.