Forschergruppe (FOR) 5116: Kommunikation in der Wirtspflanzen-Mikroben-Interaktion durch extrazelluläre RNA, Teilprojekt: Charakterisierung des Pilz-ausgelösten cross-kingdom RNAi in der arbuskulären Mykorrhizasymbiose

Description: Arbuskuläre Mykorrhiza (AM) ist eine Symbiose zwischen etwa 80 % der Landpflanzen und Pilzen der Glomeromycotina, die auf dem Austausch von Nährstoffen beruht. Die Pilze erhalten von der Pflanze organischen Kohlenstoff in Form von Zuckern und Lipiden. Im Gegenzug liefern sie der Pflanze mineralische Nährstoffe und fördern so die Produktivität und Gesundheit der Pflanze. Damit die Symbiose ausgebildet werden kann, müssen die Wurzeln besiedelt werden. Die Besiedlung der Wurzeln durch AM-Pilze ist ein mehrstufiger Prozess, der durch einen pflanzlichen Signalweg gesteuert wird, der der Kompatibilität zwischen den Symbiosepartnern zugrunde liegt. Chitinfragmente und andere mögliche kleine Moleküle, die von den Pilzen freigesetzt werden, können jedoch kurzfristige Abwehrreaktionen auslösen, die unterdrückt werden müssen, um eine symbiontische Besiedlung zu ermöglichen. Es wurde gezeigt, dass pathogene Pilze und Oomyceten kleine RNAs in Pflanzenzellen einschleusen können, um silencing von Immunitätsgenen auszulösen, ein Phänomen, welches als cross-kingdom-RNAi bezeichnet wird. Anhand der Modell-Leguminose Lotus japonicus und des Modell-AM-Pilzes Rhizophagus irregularis haben wir Hinweise dafür gefunden, dass cross-kingdom-RNAi auch in der AM-Symbiose auftritt. Hier wollen wir verstehen: i) welche Pilzstrukturen und Pflanzenzelltypen an Cross-Kingdom-RNAi in der AM-Symbiose beteiligt sind und ii) welche Rolle der Pflanzengene, gegen die die sRNAs der Pilze gerichtet sind in der Symbiose spielen können. Für AM Pilze wurde bisher keine Wirtsspezifität beschrieben, und es stellt sich die Frage, ob cross kingdom RNAi dazu beiträgt, dass AM Pilze ein breites Spektrum von Wirtspflanzen besiedeln können. Daher wollen wir untersuchen, ob iii) eine AM Pilz Art bei der Besiedlung zweier unterschiedlicher Wirtspflanzen die gleichen oder unterschiedliche sRNAs produziert und ob diese sRNAs auf orthologe Gene abzielen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Chitin ? Pflanzennährstoff ? Zucker ? Organischer Kohlenstoff ? Lipid ? Nährstoff ? Mykorrhiza ? Pflanzensamen ? Wirtspflanze ? Symbiose ? Pilz ? Pflanze ? Krankheitserreger ? Chemical Ecology ? Microbiomes of Plant Systems ? Mikrobiome pflanzlicher Systeme ? Organismic Interactions ? Organismische Interaktionen ? chemische Ökologie ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP), Abteilung Wurzelbiologie und Symbiose (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2024-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Characterization of fungal cross-kingdom RNAi in arbuscular mycorrhiza symbiosis
  Description: Arbuscular mycorrhiza (AM) is a symbiotic association between about 80% of land plants and fungi of the glomeromycotina, which is based on the exchange of nutrients. The fungi receive organic carbon from the plant in form of sugars and lipids. In turn they provide mineral nutrients to the plant thereby promoting plant productivity and health. For symbiosis to occur roots need to be colonized. Root colonization by AM fungi is a multi-step process, controlled by a plant signaling pathway underlying compatibility. However, chitin fragments and other possible molecular patterns released by the fungi can induce short-term defence responses, which need to be suppressed to allow for symbiotic colonization. Pathogenic fungi and oomycetes have been shown to transfer small RNAs into plant cells to silence immunity genes, a phenomenon called cross-kingdom RNAi. Using the model legume Lotus japonicus and the model AM fungus Rhizophagus irregularis, we have found evidence that cross kingdom RNAi also occurs in AM symbiosis. here we want to understand: i) which fungal structures and plant cell types are involved in cross-kingdom RNAi in AM symbiosis and ii) which is the role of plant genes targeted by fungal sRNAs. Host specificity has not been described for AM fungi and the question arises whether cross-kingdom RNAi is involved in allowing AM fungi to colonize a wide range of host plants. Therefore, we want to examine whether iii) the same or different sets of sRNAs are produced by an AM fungal species when colonizing two diverse host plants and whether these sRNAs target orthologous genes. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140519

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/545274444 (Webseite)

Status

Aktiv

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