Forschung

Replikationsstrategien des Fusarium graminearum virus-china9 (FgV-ch9)

Der Ascomycet Fusarium graminearum (Hypocreales) ist der Hauptauslöser der Ährenbleiche bei vielen Getreidepflanzen wie Weizen (Fusarium Head Blight, FHB), Gerste und Mais (ear rot). Der Befall von Nutzpflanzen kann in kurzer Zeit in einem massiven Ernte- und Qualitätsverlust resultieren. Zudem können Mykotoxine bei Menschen und Tieren zu schweren gesundheitlichen Problemen führen.

Die Eindämmung des Befalls stellt sich als problematisch dar, weswegen verstärkt nach ökologisch vertretbaren Alternativen gesucht wird, um die pathogenen Eigenschaften des Pilzes zu reduzieren.

Die Infektion mit dem Mycovirus Fusarium graminearum virus-China 9 (FgV-ch9, Chrysoviridae) führt zu einer Verringerung der systemischen Ausbreitung des Pilzes und damit zu einer Verringerung der pathogenen Eigenschaften. Daraus ergibt sich grundsätzlich die Möglichkeit, dieses Virus im nachhaltigen Pflanzenschutz einzusetzen.

Eine Voraussetzung für den Einsatz im Pflanzenschutz und die selektive Bekämpfung des Erregers ist eine stabile und effiziente Verbreitung des Virus innerhalb des Pilzes. Filamentöse Pilze wie F. graminearum bestehen aus einem Netzwerk von miteinander verbundenen Hyphen. Die Zellen der Hyphen sind mit Septen voneinander getrennt, die über große Poren verfügen. Diese Poren können im Falle eines Stresssignals durch spezielle Zellorganelle, die woronin bodies, verschlossen werden.  

Im Rahmen des Verbundprojektes „Zelluläre Mechanismen von Infektionen“ wird der Einfluss der woronin bodies auf den Infektions- und Verbreitungszyklus des Mycovirus FgV-ch9 untersucht.

Bekämpfung des Eschentriebsterbens mit Hilfe hypovirulenter Viren

Fungizide werden in der Landwirtschaft und im Gartenbau erfolgreich eingesetzt. Im Gegensatz zu diesen Monokulturen besteht das Ökosystem Wald aus einem empfindlichen Beziehungsgeflecht verschiedenster Organismen. Da Fungizide nicht selektiv auf den Erreger Hymenoscyphus fraxineus wirken, sondern eine Vielzahl verschiedenster Pilze treffen, ist eine Bekämpfung mit Fungiziden undenkbar. Es wird also eine Alternative gesucht, die eine selektive Bekämpfung des Erregers ermöglicht. Der Einsatz von Viren könnte diesbezüglich erfolgreich sein, denn Viren können - in seltenen Fällen - die Infektiosität des pilzlichen Erregers herabsetzen. Dieses Phänomen ist als Hypovirulenz bekannt. Der Vorteil einer solchen Bekämpfungsstrategie ist, dass sich die Viren selbständig vermehren und ausbreiten, aber auf natürliche Weise nicht weitere Pilzarten infizieren können und damit auf die jeweilige Pilzart begrenzt bleiben. Das Ökosystem als Ganzes wird also nicht beeinflusst. Eine künstliche Infektion über Artengrenzen hinweg ist im Labor dagegen für einige Pilz-Virus Kombinationen möglich. 

Viren, welche die Infektiosität des H. fraxineus herabsetzen, sind trotz intensiver Suche bisher nicht beschrieben worden. Deswegen müssen Viren gefunden werden, die über künstliche Infektion in den Erreger H. fraxineus eingebracht werden und hier eine Reduzierung der Infektiosität bewirken. Für H. fraxineus ist bisher weder eine Vorgehensweise zur Transfektion von Viren noch für eine Transformation von DNA beschrieben worden. Beide, Transfektion und Transformation, werden im Rahmen des Projektes entwickelt.