Sonnenblume

Bearbeiter: Maren Livaja

Identifizierung von Resistenzgenen gegen Falschen Mehltau der Sonnenblume

Einer der wichtigsten limitierenden Faktoren des Sonnenblumenanbaus ist das hohe Risiko von zerstörerischen Pilzkrankheiten. Falscher Mehltau, verursacht durch den Oomyceten Plasmopara halstedii (Farl.) Berl & De Toni, ist eine der bedeutendsten Krankheiten. Zur Identifizierung von Resistenzgenen gegen den Falschen Mehltau werden innovative Züchtungsstrategien wie Hochdurchsatz-Sequenzierung und -Genotypisierung angewendet. Diese dienen der Charakterisierung und Klonierung des PlARG-Resistenzlocus auf Kopplungsgruppe 1. Eine detaillierte Haplotypenanalyse des Genortes wird die Marker-basierte Introgression dieser Resistenz in Elitematerial beschleunigen.

Polygalacturonase-inhibierende Proteine als mögliche Quelle zur Verbesserung der Resistenz gegen pilzliche Pathogene von Sonnenblume

Natürliche Abwehrmechanismen von Pflanzen könnten weiter durch eine vorteilhafte Pyramidisierung von Genen verbessert werden, die für Proteine kodieren, welche wichtige Pathogenitätsfaktoren unterdrücken. Endo-Polygalacturonasen (endoPGs) sind Zellwand-abbauende Enzyme und tragen zur Virulenz von pilzlichen und bakteriellen Pathogenen als auch von Oomyceten bei. Allerdings haben Pflanzen Familien von Polygalacturonase hemmenden Proteinen (PGIPs) entwickelt, welche Polygalacturonasen (PGs) spezifisch erkennen und inaktivieren. Ziel dieser Arbeit ist es, die Rolle von pgip-Genen bei der Sonnenblumen-Abwehr eines breiten Spektrums von Pilzen und Oomyceten aufzuklären.

Echter Mehltau der Sonnenblume

Echter Mehltau der Sonnenblume wird durch den obligat biotrophen Pilz Golovinomyces cichoracearum var cichoracearum (DC.) V.P. Heluta verursacht. Eine starke Infektion von Pflanzen mit Mehltau resultiert in verdrehten, chlorotischen Blättern und vorzeitigem Austrocknen der Pflanzen, infolgedessen Samenzahl und Ölausbeute reduziert werden.

Um die Kosten für die chemische Kontrolle von Mehltau zu reduzieren und die Umweltbelastung so gering wie möglich zu halten, ist die Verwendung von Sorten mit natürlich vorhandenen Mehltauresistenzquellen die bevorzugte Züchtungsstrategie. Der Pool PM1, welcher aus einer interspezifischen Hybridisierung zwischen Helianthus debilis Nutt. und kultivierter Sonnenblume entwickelt wurde, ist die bisher einzige bekannte Resistenzquelle. Man geht davon aus, dass die Resistenz auf ein paar wenigen Genen beruht, jedoch sind noch keine Kandidaten bekannt. Zuerst in Gerste entdeckt, verleihen zum Funktionsverlust führende Mutationen in Pflanzen-spezifischen MLO (Mildew Resistenzlokus O) Genen eine Breitbandresistenz gegen Echten Mehltau in einer Reihe von Pflanzenarten. Die aktuelle Arbeit zielt auf die Identifizierung und molekulare Analyse von HaMLO-Kandidaten für Mehltau Anfälligkeitsgene ab.

Abb.: Kotyledonen (links), erste Blätter (Mitte), und Stängel (rechts) von Mehltau-infizierter Sonnenblume