Charakterisierung des Nichtstruktur-Proteins p4 des neuen Virus European mountain ash ringspot-associated virus aus Eberesche (Sorbus aucuparia L.)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Carmen Büttner; Professor Dr. Hans-Peter Mühlbach
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238781695

Das European mountain ash ringspot-associated virus (EMARaV) ist in Nord- und Mitteleuropa an Sorbus aucuparia L. weit verbreitet und führt zur Degeneration der Pflanze bis hin zum Absterben. Noch ungeklärt sind Übertragungswege sowie Wirtskreis und damit die wirtschaftliche Bedeutung. Es wurde von den Antragstellern als pfropfübertragbares Agens (Führling & Büttner, 1995) und neuartiges negativ-orientiertes einzelsträngiges RNA-Virus beschrieben, das aus vier Genomkomponenten besteht und mit der Ringfleckigkeit der Eberesche (Sorbus aucuparia L.) assoziiert ist. Jede dieser vier viralen RNAs kodiert für einen offenen Leserahmen. Mit Hilfe von Sequenzvergleichen wurde den RNA1-, RNA2- und RNA3-kodierten Proteinen eine potentielle Funktion zugewiesen. Auf diese Weise konnten eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (p1), ein Glycoproteinprecursor (p2) sowie ein Nucleocapsidprotein (p3) identifiziert werden. Die Funktion des RNA4-kodierten p4-Proteins ist bisher unbekannt. Der Leserahmen dieser RNA weist keine Sequenzhomologien zu Proteinen bekannter Funktion auf. Es wird vermutet, dass dieses Protein multifunktional als Suppressor des pflanzlichen gene silencings und als Transport-Protein agiert. Die Ausbreitung von EMARaV von Zelle-zu Zelle sowie dessen systemische Ausbreitung in der Wirtspflanze muss durch ein virales movement-Protein vermittelt werden. Die movement-Funktion des p4-Proteins soll im vorliegenden Projektantrag untersucht werden.Dazu soll dieses Proteins in p4-transifizierten Protoplasten sowie in Blattquerschnitten von EMARaV-infizierten Ebereschen lokalisiert werden und durch die Verwendung eines p4-spezifischen Antikörpers in Zellen und Geweben detektiert und die vermutete Assoziation des Proteins mit der Plasmamembran durch Co-Lokalisation mit entsprechenden Markern der Plasmamembran nachgewiesen werden. Es wird vermutet, dass der Transport von EMARaV als Nucleocapsid-Protein umhüllte genomische RNA (Ribonucleoprotein-Komplex) entlang von tubulären Strukturen, die durch das p4-Protein induziert werden, erfolgt. Diese Tubuli entstehen durch die Aggregation von viralen movement-Proteinen und sollen für EMARaV in p4-transfizierten Protoplasten nachgewiesen werden. Die Ausbildung dieser Strukturen und der Transport des Ribonucleoprotein-Komplexes durch den Nachweis der Interaktion des p4-Proteins mit sich selbst sowie mit dem viralen Nucleocapsidprotein (p3) sind zu belegen. Dies soll mit Hilfe der Bimolekularen Fluoreszenzkomplementation (BIFC) erfolgen.Als Vektor für EMARaV konnte die Gallmilbe Phytoptus pyri identifiziert werden. Es wird eine Replikation des Virus in seinem Vektor vermutet. Diese zirkulativ-propagative Übertragungsform des Virus ist durch die Detektion des Nicht-Strukturproteins p4 in der Gallmilbe nachzuweisen. Dieses Projekt wird wesentlich zur Funktionsaufklärung des p4-Proteins von EMARaV beitragen und lässt somit grundlegende Erkenntnisse zur Verbreitung und epidemiologischen Bedeutung des EMARaV erwarten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen