Entwicklung eines in vitro-Modellsystems zur Untersuchung der Penetrationskompetenz pflanzenpathogener Pilze

Auf der Basis der Charakterisierung von Blattoberflächen konnten freitragende, hydrophobe und inerte Dünnschichtmembranen hergestellt und erfolgreich zur Durchführung von Penetrationsexperimenten mit unterschiedlichen pflanzenpathogenen Pilzen und mit Mutanten eingesetzt werden. Unsere Untersuchungsergebnisse stellen das allgemein akzeptierte Konzept, die Melanisierung von Appressorien sei für die Kraftpenetration essentiell, in Frage.
Zur weiteren Charakterisierung der Penetrationskompetenz sollen die Osmolyte und die osmotischen Potentiale in melanisierten und nicht-melanisierten Appressorien verschiedener Pilze (Colletotrichum graminicola, Cochliobolus heterostrophus und C. carbonum) mit Hilfe der Gaschromatographie-Massenspektroskopie (GC-MS), der Cytorrhizie und der Kryoskopie analysiert werden.  Ferner sollen Gene penetrationsdefizienter Mutanten, die mittels Agrobacterium tumefaciens-vermittelten Transformation (ATMT) disruptiert wurden, identifiziert werden.
Im beantragten Zeitraum (3. Jahr) soll das in vitro-System für Penetrationsexperimente gezielt optimiert (Materialhärte und Hydrophobizität der Membranen) und den Eigenschaften der Blattoberflächen angenähert werden.
Dazu ist es erforderlich, von extrem dünnen Membranen (<100 nm) mechanische Kennwerte zu ermitteln und darauf basierend die numerische Simulation anzuwenden, um bei Kenntnis der Osmolytkomposition und -konzentration und den daraus abgeleiteten Turgordrücken eine komplexe Modellbildung des biomechnischen Penetrationsvorganges durchzuführen. Mit Erkenntnissen, die eine Beurteilung des Melaninkonzeptes zulassen, soll das Projekt abgeschlossen werden.