Wie alle Viren bedrohen auch Pflanzenviren die Gesundheit ihrer Wirte. Mit ihrer schnellen und weltweiten Ausbreitung gefährden sie die landwirtschaftliche Produktion. Nach einer erfolgreichen Infektion erobert das Virus meist die gesamte Pflanze – bis auf eine kleine Gruppe unbeugsamer Zellen: die Stammzellen in der Sprossspitze.
Aus den Stammzellen der Sprossspitze entsteht das gesamte oberirdische Pflanzengewebe und daher auch die kommende Pflanzengeneration. Viren können sich in diesen Zellen aus ungeklärter Ursache nicht vermehren. Zusammen mit dem Doktoranten Gabriele Bradamante und Mitgliedern des Gregor-Mendel-Instituts (GMI) klärte Marco Incarbone, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, nun die molekularen Grundlagen der Virusabwehr in diesen Stammzellen auf. Als Untersuchungsobjekt diente Arabidopsis thaliana sowie das Turnup Mosaic Virus (ein bevorzugtes Modellvirus).
Frühere Arbeiten an einer nahen Verwandten lieferten Hinweise, dass RNA-Interferenz (ein Signalweg, der in vielen Pflanzen und Tieren die Virusvermehrung hemmt) sowie Salicylsäure (ein wichtiges Abwehrhormon in Pflanzen) bei der Virusabwehr eine Rolle spielen. Daher untersuchten die Wissenschafter mutierte Arabidopsis-Pflanzen, denen Komponenten des Signalwegs fehlen bzw. denen es am Hormon mangelt. Gezielte Experimente zeigten, dass bei einer Infektion die Produktion von Salicylsäure aktiviert wird. Diese wiederum aktiviert RDR1, einen Schlüsselfaktor zur Verstärkung der RNA-Interferenz. Dieser wird nicht in den Stammzellen selbst produziert, sondern im Gewebe unterhalb sowie in den Leitgefäßen. Derzeit versuchen die Forscher noch die Frage zu klären, wo in der Pflanze und zu welchem Zeitpunkt während der Infektion der Anstieg der Salicylsäure stattfindet. Eine weitere große Frage ist noch warum Viren in Großteil der Pflanze die RNA-Interferenz umgehen oder lahmlegen können, aber nicht in diesen speziellen Zellen.
Salicylic acid and RNA interference mediate antiviral immunity of plant stem cells
Quelle: GMI
