Erstellung neuer und Verstärkung bestehender Abwehrebenen der Kartoffel gegen die Schaderreger M. chitwoodi, PLRV, PVY und TRV (ADLATUS) - Teilprojekt C

Abstract

Das ADLATUS-Projekt hatte zum Ziel, die Resilienz von Kartoffelpflanzen gegenüber relevanten Quarantäne- und Nichtquarantäne-Schadorganismen sowie Pathogenen durch einen holistischen Ansatz zu optimieren. Der Einsatz innovativer Züchtungstechniken führte zu diesem Ergebnis. Die Motivation für dieses Projekt resultiert aus den Herausforderungen des fortschreitenden Klimawandels, dem Wegfall wichtiger Pflanzenschutzmittel sowie der globalen Verbreitung von Schaderregern, welche die Anfälligkeit der Pflanzen erheblich erhöhen. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts wurde an der Universität Münster bearbeitet. Dazu gehörte die Entwicklung eines ditrophischen Resistenztests, mit dem die Resistenzmechanismen von Kartoffelpflanzen gegenüber dem Tobacco Rattle Virus (TRV) untersucht wurden, wobei der Einfluss des übertragenden Vektors ausgeschaltet wurde. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine Pfropfmethode implementiert, bei der Tomatenpflanzen mit TRV infiziert und als Unterlage für die Pfropfung von Kartoffelpflanzen verwendet wurden. Diese Methode erwies sich als erfolgreich, da in einer Vielzahl von Kartoffelpflanzen eine Virusinfektion nachgewiesen werden konnte. Auf diese Weise konnte eine Differenzierung zwischen resistenten und anfälligen Klonen innerhalb einer spaltenden Population vorgenommen werden. Allerdings war die Virusmenge in den Reisern gering, sodass eine natürliche Infektion durch Nematoden für präzisere Ergebnisse erforderlich sein könnte. Die Resultate legen nahe, dass die Pflanzen sowohl Resistenzmechanismen gegen die Nematoden als auch gegen das TRV entwickelt haben. Ein weiteres wesentliches Resultat des Projekts war die Generierung stabiler Kartoffellinien, bei denen entweder die strukturellen Phloemproteine durch Einzel-, Doppel- oder Dreifach-Knockouts der SEOR-Proteine oder der Translationsinitiationsfaktor eIF4E mittels CRISPR/Cas9-Genomeditierung gezielt ausgeschaltet wurden. Die genannten Ansätze zielten auf die Etablierung neuartiger Resistenzformen gegen Meloidogyne chitwoodi, Myzus persicae sowie die von ihnen übertragenen Viren PVY, PLRV und TRV ab. Die so erzeugten Pflanzen wurden Resistenztests unterzogen, welche neue Erkenntnisse hinsichtlich der Blattlaus- und Nematodenresistenz hervorbrachten. Die erzielten Ergebnisse eröffnen vielversprechende Möglichkeiten für die Züchtung resistenter Kartoffelsorten und könnten auf andere Pflanzenarten übertragen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen wesentlich zur Entwicklung nachhaltiger und breit einsetzbarer Resistenzen bei, was die wirtschaftliche Bedeutung des Kartoffelanbaus weiter stärkt. Datei-Upload durch TIB