Bioengineering von Immunrezeptoren zur Resistenz gegen die Kartoffelfäule

• Antragsteller: Professor Dr. Alain Tissier
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552696940

FIGHTBLIGHT ist ein innovatives und zielorientiertes Projekt zur Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule, der größten Herausforderung für die weltweite Kartoffelproduktion. Unser Ziel ist es, neue Traits für die Krankheitsresistenz einzuführen, die den Schutz der Kartoffel vor dieser verheerenden Krankheit revolutionieren würden. Das Projekt hat drei Hauptziele: 1. BIO-ENGINEERING: Entwicklung von solanaceous immune decoy receptors (NLR-ID) sca!olds zur Bekämpfung der hochvirulenten Stämme des Erregers der Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel, Phytophthora infestans, die auf dem Feld vorkommen. Dieses Arbeitspaket wird von Sophien Kamoun am Sainsbury Laboratory (TSL) in Großbritannien geleitet. 2. CISGENICS: Nutzung von Exonuklease-Endonuklease-Fusionen für präzises genetisches Engineering, einschließlich gezielter Einfügungen und Ersetzungen herkömmlicher integrierter Domänen/Dekoys (IDs) durch innovative IDs. Dieser Prozess wird die in Ziel 1 geschaffenen NLR-IDs durch einen cisgenen Ansatz liefern, der von Alain Tissier am Leibniz-Institut in Deutschland betreut wird. 3. PATHOLOGIE: Testung cisgener Kartoffelsorten, die mit den neu entwickelten NLR-ID-Rezeptoren ausgestattet sind, auf dauerhafte Resistenz sowohl in kontrollierter Umgebung als auch in Feldversuchen gegen epidemische Stämme von Phytophthora infestans. Diese Aktivität wird von Silvia Restrepo am Boyce Thompson Institute in den USA geleitet. Unsere zentrale Hypothese ist, dass wir durch die Entwicklung von NLR-ID-Gerüsten, die Effektor-Targets von P. infestans enthalten, spezifische Immunrezeptoren aktivieren und Krankheitsresistenz erreichen können. Dieser Vorschlag stützt sich auf frühere Forschungsarbeiten, die gezeigt haben, dass es möglich ist, NLR-IDs mit unkonventionellen Effektor-Targets, aus Pflanzen gewonnenen Domänen und Nanobodies zu mischen und so dem pflanzlichen Immunsystem bisher unbekannte Funktionen zu verleihen. Der Zeitpunkt für FIGHTBLIGHT könnte nicht besser sein. Die Fortschritte in der Gen-Editierungstechnologie ermöglichen jetzt effiziente, narbenfreie, gezielte Einfügungen und genetische Veränderungen über umfangreiche Sequenzen. Bis zum Ende der Förderung werden wir neue cisgene Eigenschaften entwickelt und Felddaten gesammelt haben, die eine robuste Resistenz gegen P. infestans belegen. FIGHTBLIGHT passt perfekt zum Forschungsthema "Programmierbare Pflanzen", da wir versuchen, Kartoffeln mit neuen Eigenschaften auszustatten, die es ihnen ermöglichen, der Krautfäule zu widerstehen. Dieses Projekt ist ein bahnbrechendes Beispiel dafür, wie Gene Editing (GE) und cisgene Ansätze Lösungen für Pflanzenkrankheiten bieten können und möglicherweise einen neuen Standard für die landwirtschaftliche Biotechnologie setzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, USA
• Partnerorganisation: Biotechnology und Biological Sciences Research Council (BBSRC); United States Department of Agriculture (USDA); National Institute of Food and Agriculture (NIFA)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Sophien Kamoun, Ph.D.; Professorin Dr. Silvia Restrepo