Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Erstellung neuer und Verstärkung bestehender Abwehrebenen der Kartoffel gegen die Schaderreger M. chitwoodi, PLRV, PVY und TRV (ADLATUS) - Teilprojekt D |
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| Titel (englisch): | Collaborative project: ADding LAyers of protection to gain a resistant staTUS against M. chitwoodi, PLRV, PVY and TRV (ADLATUS) - subproject D |
| Akronym: | ADLATUS |
| Beschreibung (dt.): | Ziel dieses Verbundprojektes ist es, vorhandene Abwehrebenen der Kartoffel zu verstärken und neue Abwehrmechanismen gegen diverse Schaderreger zu etablieren. Der endoparasitäre Wurzelgallennematode Meloidogyne chitwoodi ist ein bedeutender Quarantäne-Schaderreger der Kartoffel. Die regulierten Nichtquarantäne- Schaderreger PVY (Potato virus Y) und PLRV (potato leafroll virus) werden durch Blattläuse (z.B. Myzus persicae) übertragen. Besonders für das persistente PLRV wird der Wegfall insektizider Wirkstoffe eine Zunahme des Virusbefalls zur Folge haben. Auf Sortenebne ist gegen das PVY ein Gen aus S. stoloniferum vorhanden, das eine Immunität vermittelt, jedoch mit männlicher Sterilität gekoppelt ist. Deshalb sollen für beide Viren weitere, einander komplementierende Resistenzen identifiziert und eingekreuzt werden. Das TRV (tobacco rattle virus) wird durch ektoparasitäre Nematoden der Gattungen Trichodorus und Paratrichodorus übertragen, welche infolge der geringen Wirkungsgrade der zugelassenen nematiziden Wirkstoffen nicht kontrolliert werden können. Effektive Resistenzen gegen das TRV sollen in Wildarten gesucht werden. Zudem sollen neue Ebenen der Pathogenabwehr etabliert werden. Für die erfolgreiche Replikation sind Viren auf den Translationsapparat des Wirtes angewiesen. Ohne den Translation-Initiationsfaktor elF4e kommt es somit zur einer Inhibierung der PVY-Vermehrung. Wird das Siebelement einer Pflanze verletzt, so werden die Siebplatten vorübergehend durch Phloem- Proteine (P-Protein) oder dauerhaft durch Kallose verschlossen. Sind P-Protein-Gene inaktiv, so kommt es bei Verletzungen zum dauerhaftem Verschluss durch Kallose. Bei Befall durch den Endoparasiten M. chitwoodi kann es somit zu einer Unterbindung des Stofftransportes zum Nährgewebe des Nematoden kommen, dem vom Nematoden induzierten Nährgewebe. |
| Beschreibung (engl.): | The goal of this joint project is the improvement of existing, as well as establishment of novel defence mechanisms against diverse pests. Meloidogyne chitwoodi, a quarantine-status endoparasitic root knot nematode is one of the major pests of potatoes. PVY (potato virus Y) and PLRV (potato leaf roll virus) are the regulated non-quarantine viruses, which are transmitted by the aphids, e.g. Myzus persicae. The tendency for the reduction of pesticide use will result in a significant increase in the occurrence of PLRV, as aphids that have taken up PLRV-virions stay viruliferous for entire life. In the potato germplasm there is a single gene originating from S. stoloniferum, which results in PVY immunity, which is, however, linked with male sterility. Therefore, new and complementary resistance sources need to be identified for both viruses. The tobacco rattle virus (TRV) is transmitted by ectoparasitic nematodes belonging to the genera Trichodorus and Paratrichodorus. As currently available nematicides show only limited control against these viral vectors, the efficient resistances originating from wild potato species need to be identified. Additionally, the project aims at development of novel levels of pathogen resistance. The efficient replication of PVY depends on successful hijacking of host translation mechanisms. Therefore, the inactivation of the expression of translation initiation factor (eIF4e) results in the inhibition of viral replication. The efficiency of this approach against infection by PLRV and TRV will be tested as well. Following the damage to sieve elements in plants, sieve plates can be closed either temporarily by phloem proteins (P-proteins), or permanently by callose deposition. Inactivation of genes responsible for P-protein synthesis will result in permanent closure of sieve plates. This may prevent flow of nutrients towards the M. chitwoodi feeding sites, resulting in parasite starvation and leading to increased resistance. |
| Ergebnis (dt.): | "Als Reaktion auf die zunehmende Verbreitung neuer und sich verändernder Schadorganismen bei gleichzeitigem Wegfall von Pflanzenschutzmitteln wurde im Projekt ADLATUS die Kombination bestehender Resistenzen gegenüber wichtigen (Nicht-)Quarantäne-Schaderregern wie M. chitwoodi, PVY, PLRV, TRV sowie M. persicae als bedeutender Virusvektor mit rezessive Wirtsresistenzen angestrebt. Im Projekt konnten in spaltenden Populationen sowohl neue Resistenzen identifiziert als auch bereits identifizierte Resistenzen bestätigt und genetisch eingegrenzt werden. Identifizierte molekulare Marker können für die Introgression der untersuchten Merkmale im Rahmen der konventionellen Züchtung in zukünftige Sorten verwendet werden. Resistente Wildformen werden im Rahmen zukünftiger Projekte weiterbearbeitet, um nach Möglichkeit auch deren Potential für die Züchtung zu nutzen. Außerdem wurden in den untersuchten ÖkoTILLING- bzw. TILLING-Populationen rezessive Wirtsfaktoren identifiziert, die nach Analyse des Phänotyps Eingang in die Karto9elzüchtung finden und mit bekannten und neuen Resistenzen kombiniert werden können." |
| Ergebnis (engl.): | "To manage spread of new pathogens and development of resistance-breaking strains of existing ones, with concomitant trend for reduced use of plant protection chemicals, project ADLATUS aims at combination of already existing resistance mechanisms with mechanisms of recessive resistance. The target organisms include quarantine- and non-quarantine pests as M. chitwoodi, PVY, PLRV, TRV and an important viral vector M. persicae. The segregating populations developed within the project enable not only to identify new, but also to validate existing resistance sources. In both cases, the resulting molecular markers can be used to introgress relevant traits into future varieties, taking advantage of conventional breeding approaches. The resistances identified in wild Solanum species will be further characterised to utilise their potential for variety improvement. In addition, recessive host factors were identified in the investigated ÖkoTILLING and TILLING populations, which can be used in potato breeding after analysing the phenotype and can be combined with known and new resistances." |
| Laufzeit: | Beginn: 01.12.2020 / Ende: 31.01.2024 |
| Ausf. Einrichtung: | Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie (IME), Aachen |
| Themenfelder: | Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health |
| Förderprogramme: | Ackerbaustrategie |
| Schlagworte: | Quarantäneschaderreger, quarantine pathogens, Pflanzenzüchtung, plant breeding, Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health, Ackerbau, crop production, Kartoffel, potato, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Resistenz, resistance |
| Stichpunkte: | Pflanzengesundheit |
| Förderkennzeichen: | 28A8701D19 |
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