Genomvergleich und Effektorcharakterisierung von Rhynchosporium commune

Abstract

Die Erforschung molekularer Mechanismen der Rhynchosporium-Blattfleckenkrankheit ist essentiell zur Entwicklung von Bekämpfungsstrategien. Die Möglichkeiten zur Untersuchung der Rhynchosporium-Wirts-Interaktion wurden durch Sequenzierung der Rhynchosporium-Arten erweitert. Phylogenetische Analysen anhand der Gensequenzen konnten die Einordnung der Rhynchosporium-Gattung in die Klasse der Leotiomycetes bestätigen und die evolutionäre Aufspaltung der Arten klären. Die Analyse der Nekrosen-induzierenden Proteine Rhynchosporiums (NIP) identifizierte eine funktionell redundante NIP2-Genfamilie, die durch simultane Herunterregulierung charakterisiert wurde. Es wurden Effektoren spezifisch für die ökonomisch bedeutsamsten Arten R. commune (Gerstenpathogen) und R. secalis (Roggenpathogen) identifiziert. Wirtsspezifische Effektoren von R. commune tragen durch ihren supprimierenden Wachstumseffekt vermutlich zur Balance der Pflanze-Pathogen-Interaktion bei. Wahrscheinlich hängt die Effektorevolution mit der Wirtsanpassung zusammen und trug zur Wirtsspezialisierung sowie Bildung der Rhynchosporium-Arten bei. Nachfolgende Analysen mit in dieser Arbeit entwickelten Methoden könnten die Wirtsspezifität der Arten ergründen.

Research of molecular mechanisms of the Rhynchosporium leaf blotch is essential to develop new control strategies. Investigation of Rhynchosporium-host-interaction was extended by sequencing the Rhynchosporium species. Phylogenetic analyses based on gene sequences confirm the classification of Rhynchosporium genus in the Leotiomycetes class and clarify the evolutionary split of the species. Analysis of the necrosis-inducing proteins of Rhynchosporium (NIP) identified a functionally redundant family of NIP2 genes characterized by simultaneous downregulation. Effectors specific for the economically significant species R. commune (barley pathogen) and R. secalis (rye pathogen) were identified. Through their suppressive effect on growth the host-specific effectors of R. commune probably contribute to the balance of plant-pathogen-interaction. Presumably effector-evolution is related to host adaptation and conduce to host specialization as well as formation of the Rhynchosporium species. Subsequent analyses using methods developed during this work could fathom the host specificity of this species.