Charakterisierung des GR1-Gens aus Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. im Hinblick auf die rassenspezifische Resistenz des Ökotypen Wassilewskija gegenüber dem Peronospora parasitica-Isolat WELA

Kruse, Cordula Maria; Slusarenko, Alan

doi:10.18154/RWTH-2025-03746

Charakterisierung des GR1-Gens aus Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. im Hinblick auf die rassenspezifische Resistenz des Ökotypen Wassilewskija gegenüber dem Peronospora parasitica-Isolat WELA

Kruse, Cordula Maria^RWTH*

2001 & 2025

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Cordula Maria Kruse

Ausgabe[korrigierte Auflage]

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2001

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, RWTH Aachen University, 2001

Korrigierte Auflage. - Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2025

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Slusarenko, Alan (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-04-20

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-03746
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1009950/files/1009950.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ackerschmalwand (frei) ; Biologie (frei) ; Biowissenschaften (frei) ; Peronospora parasitica (frei) ; Resistenzgen (frei) ; Struktur-Aktivitäts-Beziehung (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
In dieser Arbeit wurde die Beziehung zwischen dem GR1-Gen des Ökotypen Ws und der Resistenz dieses Arabidopsis-Genotyps gegenüber dem P. parasitica-Isolat WELA untersucht. Um die Verantwortlichkeit des GR1-Gens für die rassenspezifische Anfälligkeit der gr1-Mutante gegenüber dem WELA-Isolat nachzuweisen, wurden diverse Ansätze verfolgt: Die gr1-Mutante wurde mit unterschiedlichen, genomischen Konstrukten retransformiert. Die mikroskopische Analyse unabhängiger Linien dieser Transformanten zeigte nach der Inokulation mit WELA lokal auftretende Resistenzreaktionen, die in den Kontrollpflanzen nicht nachgewiesen werden konnten. Eine vollständig komplementierte Transformantenlinie wurde jedoch nicht entdeckt. Der GR1-Genbereich wurde in einem Umfang von 8kb sequenziert. Das GR1-Protein hat eine Ähnlichkeit von 57% zu dem Produkt des ILR1-Gens (Bartel und Fink, 1995), jedoch nicht dessen Enzymaktivität. Eine Induktion des GR1-Gens wird durch die Inokulation mit WELA, durch Verwundung sowie durch die Applikation von Methyljasmonat hervorgerufen. Nach einer Infektion mit P. syringae pv. maculicola, einer Behandlung mit Salicylsäure, Kälte oder Hitze konnte keine Induktion nachgewiesen werden. Darauf aufbauend wurde eine erste Einordnung von GR1 in Signaltransduktionswege, die nach einem Pathogenangriff beschritten werden können, vorgenommen. Die in dieser Arbeit nachgewiesene Bindungsfähigkeit des GR1-Proteins an 14-3-3-Proteine zeigt einen möglichen Wirkmechanismus von GR1 auf. Die Untersuchung des GR1-Gens und der Funktion seines Produktes könnte zur Identifikation weiterer Elemente der Signalkaskade in Resistenzantworten führen und das Verständnis rassenspezifischer Resistenzmechanismen verbessern.

In this study the role of the GR1 gene in the race-specific resistance of the Arabidopsis ecotype Ws to the P. parasitica isolate WELA was investigated. In the susceptible gr1 mutant GR1 is tagged by a T-DNA insert and it was important to establish whether the mutant phenotype was indeed due to the T-DNA insertion in GR1. Therefore, gr1 plants were retransformed using different genomic constructs. Independent transformant lines showed local resistance responses after inoculation with WELA and these were not apparent in control plants. However, a completely resistant transformant was not observed. An 8 kb genomic fragment containing the GR1 gene was sequenced. The predicted GR1 protein has a 57% similarity to the ILR1 protein (Bartel und Fink, 1995), but not the same enzyme activity. GR1 transcripts accumulated in leaves after inoculation with WELA, wounding or treatment with methyljasmonate. However, transcripts did not accumulate after exposure to extreme temperatures, infection with P. syringae pv. maculicola, or application of salicylic acid. It was shown that the GR1 protein interacts with 14-3-3 proteins in a yeast-two-hybrid-assay, suggesting a potential mechanism for GR1-mediated signal transmission. The analysis of the GR1 gene and its product will lead to the identification of further components of signal pathways important in disease resistance and improve our understanding of race-specific signal transduction in plant defence.

OpenAccess:
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