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Authors: Büttel, Isabell
Title: Siderophor-Biosynthese in Esca- und Wurzelfäule- assoziierten Pilzen
Online publication date: 30-Jun-2021
Language: german
Abstract: In den letzten Jahrzehnten hat die Prävalenz der Holzkrankheiten an der Weinrebe, den sogenannten Grapevine trunk diseases, im Weinanbau weltweit erheblich zugenommen. Esca ist eine der verheerendsten Krankheiten unter diesen, für die es bis heute noch keine effektiven Kontrollstrategien gibt. Um eine frühzeitige Eindämmung von Esca zu ermöglichen, ist die Gewinnung von Erkenntnissen über den Krankheitskomplex, mit dem eine Vielzahl von Symptomen und assoziierten Pilzen einhergehen, unabdingbar. Da in vielen Pathogen-Wirt-Interaktionen die Siderophor-vermittelte Eisenaufnahme im Hinblick auf die Virulenz der Pathogene eine große Rolle spielt, war das Ziel dieser Arbeit die Funktion der Siderophor-Biosynthese in den Esca-assoziierten Pilzen aufzuklären. Hierbei konnte gezeigt werden, dass Phaeomoniella chlamydospora (Pch) neben dem extrazellulären Siderophor Ferrichrysin ein bis dato in der Literatur unbeschriebenes Siderophor, welches im Zuge der Arbeit isoliert und als Trihydroxyfusarinin C identifiziert werden konnte, sekretiert und Ferricrocin als intrazelluläres Siderophor produziert. Für Phaeoacremonium minimum (Pmi) wurden die extrazellulären Siderophore Coprogen B und Triacetylfusarinin C und das intrazelluläre Siderophor Ferricrocin detektiert. Für Fomitiporia mediterranea und Eutypa lata wurden dagegen verschiedene sekretierte Coprogen-Derivate nachgewiesen. Über in silico Cluster- und BLAST-Analysen konnten für Pch und Pmi putative Gene identifiziert werden, deren Involvierung in der Siderophor-Biosynthese dieser Pilze über gezielte Geninaktivierungsexperimente bestätigt wurden. Die Disruption der für die putativ L Ornithin-N5-Monooxygenase kodierenden Gene PchOMOI und PmiOMO resultierte in beiden Pilzen in einem vollständigen Siderophor-Produktionsverlust. Für Pch wurde des Weiteren die Beteiligung von PchNRPSII, welches für eine putative nichtribosomale Peptidsynthetase (NRPS) kodiert, und PchACEII, welches für eine putative Acyltransferase kodiert, an der Synthese von Trihydroxyfusarinin C vorgefunden. Darüber hinaus wurde für Pmi festgestellt, dass PmiACE, welches ebenfalls für eine putative Acyltransferase kodiert, in der Produktion von Triacetylfusarinin C involviert ist. Anhand von phänotypischen Studien mit den generierten „loss-of-function“-Mutanten konnte kein signifikanter Einfluss der Siderophor-Produktion bezüglich der Vitalität, der Konidiogenese und der Sensitivität gegenüber oxidativem Stress von Pch oder Pmi beobachtet werden. Weder wurde ein signifikanter Unterschied zwischen Wildtyp und Mutanten im Wachstumsverhalten unter Eisenmangelbedingungen in Bezug auf die Interaktionen zwischen den Esca-assoziierten Pilzen in Konfrontationsstudien detektiert, noch konnte ein Einfluss der Siderophor-Produktion auf die Entwicklung von Weinreben-Einaugenstecklingen nach Inokulation mit diesen festgestellt werden. Darüber hinaus wurde in einem kleineren Teil der Arbeit die Siderophor-Produktion von dem Pilz Roesleria subterranea (Rsub), der mit der Weinrebenkrankheit Wurzelfäule assoziiert wird, analysiert. Hierbei konnte für diesen die Produktion von verschiedenen Coprogen-Derivaten nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden anhand von in silico Clusteranalysen mit dem im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstmalig sequenzierten Genom von Rsub ein putatives Siderophor-Cluster detektiert und Fortschritte in der Etablierung eines Transformationssystems zur zielgerichteten Mutagenese von Rsub erlangt.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-6087
URN: urn:nbn:de:hebis:77-openscience-408ccec8-119b-4247-b430-31665199183c1
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 192 Seiten
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