Reben-Biotechnologie

Induktion von Virusresistenz durch transgen induziertes 'Gene Silencing’

Pflanzenpathogene Viren bestehen aus einem Nukleinsäuremolekül, – bei den meisten pflanzenpathogenen Viren handelt es sich um ein oder mehrere einzelstängige RNA-Moleküle -, das von einer Proteinhülle umgeben ist. Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel und sind somit sowohl auf den Energiehaushalt des Wirtes als auch auf dessen proteinsynthetisierende Werkzeuge angewiesen.

Bei der Suche nach den Mechanismen der Virusresistenz in Pflanzen ist man auf das Phänomen des 'Gene Silencing' oder auch RNA Silencing gestoßen. Dieser Mechanismus welcher nicht auf Pflanzen beschränkt ist, hat seine biologische Bedeutung in der Regulierung der Genexpression, in der Kontrolle von Transposon-Elementen (springende Gene) und in der Kontrolle bzw. Degradierung von fremder, in die Pflanzenzelle eindringender RNA und somit für die Resistenz gegenüber Viren. Der Mechanismus ist sequenzspezifisch.

Im Rahmen der Forschungsarbeit am AlPlanta wurden Virus-Isolate der für die Reisigkrankheit relevanten Viren (GFLV, ArMV und RpRSV) aus verschiedenen Weinbauregionen Europas gewonnen und Sequenzvergleiche der viralen Erbinformation durchgeführt. Auf diese Weise konnten hoch konservierte Bereiche festgestellt werden, welche innerhalb des Virus-Stammes eine Ähnlichkeit in der Nukleotidsequenz von ca. 90% aufwiesen. Ein dieser viralen Sequenz entsprechendes DNA-Fragment wurde hergestellt, in ein Genkonstrukt eingebracht und mit Hilfe von Agrobakterien in Tabak als Testsystem sowie in Reben übertragen. Ziel hierbei ist, einen sequenzspezifischen Abwehrmechanismus in der Pflanze zu induzieren, der dazu führt, dass homologe Sequenzen und somit auch entsprechende virale RNA, durch pflanzeneigenen Enzyme abgebaut wird. Damit wird ein Abwehrmechanismus spezifisch gegenüber den entsprechenden Viren in der Pflanze etabliert, und dies schon vor einer möglichen Infektion.

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