Translational Epigenetik
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Innovative RNA Interferenz (RNAi)-vermittelte Bekämpfung von Hymenoscyphus fraxineus, dem Erreger des Eschentriebsterbens
Es wird untersucht, ob RNA-Interferenz als nicht-chemische Bekämpfungsmethode gegen Hymenoscyphus fraxineus eingesetzt werden kann. Das Ziel ist, eine Infektion von H. fraxineus in befallenen Eschensämlingen zu stoppen.
Zu Beginn der Untersuchung wird überprüft, ob die essentiellen Enzyme des RNAi-Mechanismus in H. fraxineus vorhanden sind. Als nächstes werden mit molekularbiologischen und anschließenden bioinformatischen Methoden die Expressionsstärken für den Pilz lebensnotwendiger Gene beschrieben (Transkriptom-Analyse), um geeignete Zielgene identifizieren zu können. Diese Gene sollen anschließend mit Hilfe der RNAi ausgeschaltet und somit der Pilz im Wirt letal geschädigt werden.
Für die Zielgene werden sequenz-homologe Doppelstrang-RNAs (dsRNA) hergestellt und die Wirksamkeit dieser dsRNAs als H. fraxineus-Wachstumshemmer wird mit in-vitro Kulturen (Petrischale) des Pilzes getestet. Parallel wird die Applikationsmethode "Stamminjektion" an Eschensämlingen getestet. In ein in den Stamm gebohrtes Loch wird die dsRNA-Lösung injiziert. Mit dem Nachweis der dsRNA in apikalen Blättern wird der RNA-Transport über die Leitbahnen der Esche verifiziert.
Es folgen Wirksamkeitsstudien der aussichtsreichsten dsRNA-Kandidaten mit infizierten Eschensämlingen. Diese Studien werden zuerst im Gewächshaus und dann unter naturnahen Bedingungen durchgeführt. Dabei wird die dsRNA durch Stammapplikation oder Besprühen der Blätter eingebracht. Zusätzlich werden verschiedene Herstellungsverfahren für dsRNA getestet, bezüglich ihrer Effizienz evaluiert und so möglicherweise ein optimiertes Verfahren neu entwickelt.
Abbildung:
Schematische Darstellung der Applikation von Doppelstrang-RNA. In ein Bohrloch wird die dsRNA-Lösung in die Wasserleitbahnen (Xylem) eingebracht. Die Moleküle werden dann systemisch im Pflanzengewebe transportiert und gelangen so auch zu den Pilzen in den Blättern. Die Aufnahme der dsRNA von dem Pilz führt zum Abbau lebensnotwendiger Gene. So könnte eine Infektion gestoppt bzw. gemindert werden. Schema: L. Hohenwarter; Foto oben: FVA; Foto unten: Robert Vidéki, Doronicum Kft., Bugwood.org (Nr. 5395833).