Investigations on the interaction between beet cyst nematode and Arabidopsis thaliana carrying resistance genes from sugar beet

• Applicant: Professor Dr. Christian Jung
• Subject Area: Plant Breeding and Plant Pathology
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5435557

In dem geplanten Projekt soll die Interaktion zwischen sedentären Wurzelzystennematoden und Pflanzen untersucht werden. Als Modell wird Arabidopsis thaliana verwendet, die mit verschiedenen Genen aus Beta-Rüben transformiert werden. Die Gene wurden aus resistenten Zuckerrüben isoliert, die über eine Translokation der Wildrübe B.procumbens verfügen. Dabei handelt es sich zum einen um das vor längerer Zeit klonierte GenHs1pro-1-Gen, welches Resistenz gegen den Rübenzystennematoden H.schachtii verleiht. Weiterhin wurden vor kurzem vier neue Sequenzen aus resistenten Zuckerrüben isoliert, die hohe Homologie zu anderen Resistenzgenen aufweisen. Die Sequenzähnlichkeit bezieht sich vor allem auf die charakteristischen LRR-NBS-Domänen, die in vielen RGAs zu finden sind. Da Zuckerrüben nur sehr schwer zu transformieren sind, wird die Funktion der Gene am Modell A.thaliana untersucht. Bisher ist es nicht gelungen, ganze Zuckerrübenpflanzen zu erzeugen, die nach Transformation mit dem Hs1pro-1-Gen vollständige Resistenz gegen den Rübenzystennematoden zeigen. Daher wurde abgeleitet aus vergleichbaren publizierten Arbeiten die Hypothese aufgestellt, dass zur Ausprägung der vollständigen Resistenz ein weiteres Gen benötigt wird. Bisherige Arbeiten mit den neuen RGAs aus Beta-Rüben deuten darauf hin, dass die Überexpression dieser Sequenzen Resistenz in Arabidopsis verursachen kann. Daher werden transgene Arabidopsis-Pflanzen erzeugt, die Hs1pro-1 und die neuen RGAs exprimieren. Die Entwicklung reifer Weibchen in Wurzeln der resistenten Pflanzen wird untersucht und mit der von Einfachtransformanden und Wildformen verglichen. Damit soll überprüft werden, ob die Doppeltransformanden über vollständige Resistenz verfügen. Diese Ergebnisse sind die Basis für die Transformation von Nutzpflanzen zur Erzeugung dauerhaft resistenter Pflanzen. Dazu sollen in der zweiten Phase des Projektes erste Transformationsexperimente mit Raps unter Verwendung der in Arabidopsis transformierten Sequenzen durchgeführt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Daguang Cai