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Projekt
Funktionen von T3SS-enthaltenden Proteobakterien und des Immunsystems in der Biogenese der Wurzelmikrobiota
Antragsteller
Professor Dr. Paul Schulze-Lefert
Fachliche Zuordnung
Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 402204249
Der natürliche Boden beherbergt eine immense Vielfalt an Mikroben und eine Teilmenge davon dient als Inokulum für die Besiedelung gesunder Pflanzenwurzeln. Obwohl Pflanzen das Wachstum wurzelassoziierter Bakterien durch den Prozess der Wurzelexsudation beeinflussen, bleiben die Wirtsmechanismen, die zur Etablierung einer taxonomisch strukturierten bakteriellen Lebensgemeinschaft, der so genannten Wurzelmikrobiota, beitragen, unklar. Es ist zwar bekannt, dass Pflanzen den Angriff von pathogenen Mikroorganismen durch Erkennung von mikrobiellen Molekülen mittels zweier Klassen von Immunrezeptoren einschränken, die sich auf der Zelloberfläche und innerhalb von Pflanzenzellen befinden. Wie Pflanzen mit einem intakten Immunsystem eine umfassende Besiedelung durch mikrobielle Lebensgemeinschaften tolerieren, ist jedoch unbekannt. Die Familie der Pseudomonadaceae repräsentiert eine taxonomische Linie der Kernmikrobiota der Wurzel. Unsere Pilotversuche mit Pseudomonas-Kommensalen der Wurzel zeigen eine Aktivierung von Immunantworten, die von Mustererkennungsrezeptoren an der Zelloberfläche von Arabidopsis thaliana ausgelöst werden und die Wurzelbesiedelung einschränken. Durch die Konstruktion von Mutanten des Typ-III-Sekretionssystems (T3SS) dieser Pseudomonas-Kommensalen haben wir vorläufige Belege erhalten, dass das bakterielle T3SS für eine effiziente Wurzelbesiedelung notwendig ist. Wir vermuten daher, dass einige Mikrobiota-Mitglieder die Pflanzenimmunität dämpfen und als Schlüsselarten die Struktur und mikrobielle Beladung der Wurzel mit Kommensalen beeinflussen. Wir schlagen vor, Mikrobiota-Rekonstitutionsexperimente mit einfachen und komplexen synthetischen Bakteriengemeinschaften durchzuführen, um die Rolle des pflanzlichen Immunsystems in der Etablierung der Wurzelmikrobiota aufzuklären. Zusätzlich werden wir genetische Experimente mit immungeschwächten A. thaliana Genotypen durchführen, um Dysbiose-Mutanten der Wurzelmikrobiota zu identifizieren. Dieses Projekt hat daher das Ziel, die Funktion des angeborenen Immunsystems der Pflanze für die Etablierung und Aufrechterhaltung der mikrobiellen Homöostase zu prüfen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
