Elucidating the role of components of major signaling pathways during biocontrol by Trichoderma atroviride

Abstract

Krankheiten, verursacht durch pflanzenpathogene Pilze, führen weltweit alljährlich zu einem enormen Verlust an Ertrag sowie an Qualität der Ernte im landwirtschaftlichen Bereich. Als Alternative zu den bisher üblicherweise eingesetzten, chemischen Fungiziden rückt die Kontrolle dieser Pflanzenschädlinge auf natürlichem Weg immer weiter in den Vordergrund. Hierfür haben sich unter anderen besonders mykoparasitische Pilze der Spezies Trichoderma ausgezeichnet. Die Interaktion zwischen Trichoderma und Schadpilzen wie Botrytis cinerea (Erreger des Grauschimmels auf Beeren- und Kernobst), Fusarium spp.<br />(problematisch wegen der Produktion von Mykotoxinen im Zusammenhang mit dem Befall von Getreide), sowie Alternaria spp., Ustilago avenae, Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum und Pythium ultimum, ist unter dem Begriff Mykoparasitismus zusammengefasst und beinhaltet 1) gerichtetes Wachstum, 2) die Erkennung des Wirtspilzes, 3) die Veränderung der Hyphenform durch Ausbildung von Angriffsstrukturen und 4) die Produktion und Sekretion von lytischen Enzymen und antifungalen Metaboliten zur Penetration und zum Abbau der Wirtszellwand.<br />Im Vergleich zur Information, welche bereits über die einzelnen Schritte des Mykoparasitismus vorliegt, ist das Wissen über die Signaltransduktion, die an der wirtsspezifischen Erkennung bzw. an der Auslösung der mykoparasitischen Antwort beteiligt ist, in T. atroviride unzureichend. Studien an phytopathogenen Pilzen haben gezeigt, dass konservierte Signaltransduktionswege an der Regulation von pathogenitätsbezogener Genexpression beteiligt sind.<br />Durch die Deletion von Genen, die für Signaltransduktionskomponenten kodieren (im vorliegenden Fall alpha-Untereinheiten von G-Proteinen und eine mitogen aktivierte Proteinkinase), sollte die Funktion dieser während des Mykoparasitismus von T. atroviride untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass jedes dieser Proteine an einzelnen Schritten der mykoparasitischen Antwort von T. atroviride beteiligt ist. Wobei besonders die Produktion von Sekundärmetaboliten und extrazellulären Chitinasen, sowie die direkte mykoparasitische Aktivität von der Signalübertragung der in dieser Arbeit beschriebenen Proteine beeinflusst wird.