Biochemical and molecular analyses of the biosynthesis pathway of the indole derivatives in Piriformospora indica

Magdalena Hilbert, Kahmann, Regine (Prof. Dr.)
2013
Der mutualistische Wurzelendophyt Piriformospora indica besitzt die Fähigkeit eine Vielzahl unterschiedlicher Pflanzen, einschließlich der monokotylen Gerste (Hordeum vulgare) und der dikotylen Modelpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), zu besiedeln. Die Besiedelung sowohl von Ackerschmalwand als auch von Gerste ist durch eine Besiedlungsstrategie charakterisiert, welche sich in zwei Phasen unterteilt: einer initialen, biotrophen Interaktion und einer, sich daran anschließenden,
more » ... t- assoziierten Phase. Im Verlauf beider Phasen können Pilzhyphen inter- und intrazellulär beobachtet werden. Das Pilzwachstum beschränkt sich hierbei jedoch auf die Cortexzellen der Wurzel, eine Besiedelung von Endodermis oder Zentralzylinder konnte nie beobachtet werden. Die Besiedlung der Wurzelzellen durch P. indica ist dabei oft mit vorteilhaften Effekten für den Wirt assoziiert, wie zum Beispiel Wachstumsförderung und Änderungen der Wurzelmorphologie. Das breite Wirtsspektrum und die positiven Effekte für den Wirt lassen auf eine generelle Interaktionsstrategie schließen, bei der Proteine des Pilzes mit pflanzlichen Signalwegen interagieren, die in vielen verschiedenen Pflanzenarten vorkommen. Ein solcher Mechanismus könnte der Eingriff von P. indica in die Phytohormonbiosynthese sein. Hierzu konnte kürzlich gezeigt werden, dass Phytohormone neben ihrer Rolle als Regulatoren von Entwicklungsprozessen in Pflanzen auch an der Pflanzenabwehr beteiligt sind. Des weiteren wurde bereits die Sekretion von Indol-3-Essigsäure (IAA) in das Wachstumsmedium durch P. indica beschrieben. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde die Produktion von IAA aus Tryptophan in P. indica durch eine Reihe biochemischer und molekularer Methoden charakterisiert. Die Hauptziele lagen dabei auf einer funktionellen Untersuchungen der IAA Biosynthese in P. indi [...]
doi:10.17192/z2013.0072 fatcat:egom3nvwnfg7ncan3epy6nvnlu