Göttingen, Germany
February 16, 2021
Lennart Mohnike collecting leaf material from bacteria infected plants - Photo: Philipp William Niemeyer
How do plants build resilience? An international research team led by the University of Göttingen studied the molecular mechanisms of the plant immune system. They were able to show a connection between a relatively unknown gene and resistance to pathogens. The results of the study were published in the journal The Plant Cell.
Scientists from "PRoTECT" – Plant Responses To Eliminate Critical Threats – investigated the molecular mechanisms of the immune system of a small flowering plant known as thale cress (Arabidopsis thaliana). PRoTECT is an International Research Training Group (IRTG) founded in 2016 with the University of Göttingen and the University of British Columbia in Vancouver. The aim of the study was to identify and describe a specific gene of a particularly disease-resistant plant. The team observed that plants that do not possess this previously little known gene strongly accumulate active acids. In addition, these plants show a significantly increased resistance to pathogens. However, this resistance is accompanied by extremely reduced growth.
"We have succeeded in deciphering the molecular connection between the gene product and the inactivation of the acids during normal plant growth," says Professor Ivo Feußner from the Göttingen Centre for Molecular Biosciences (GZMB). Understanding this interaction provides scientists with a promising approach to improving the natural resistance of crops. "The basic results can be used to help breeders isolate less susceptible plants," says Lennart Mohnike, first author of the study. "This offers scientists an important way to increase food security and could lead to reduced pesticide use.”
Original publication: Mohnike, et al. The glycosyltransferase UGT76B1 modulates N-hydroxy-pipecolic acid homeostasis and plant immunity. The Plant Cell (2021). Link: https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koaa045/6080805
Forscher lösen Rätsel des pflanzlichen Immunsystems
Team unter Leitung der Universität Göttingen beschreibt Beeinflussung molekularer Mechanismen
Wie bauen Pflanzen eine Resilienz auf? Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat die molekularen Mechanismen des pflanzlichen Immunsystems untersucht. Dabei konnte es einen Zusammenhang zwischen einem relativ unbekannten Gen und der Resistenz gegenüber Krankheitserregern aufzeigen. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift The Plant Cell erschienen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des 2016 gegründeten Internationalen Graduiertenkollegs „PRoTECT“, einer Kooperation der Universität Göttingen und der University of British Columbia in Vancouver, untersuchten Wirkstoffmechanismen des Immunsystems der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Ziel war, ein bestimmtes Gen einer besonders krankheitsresistenten Pflanze zu charakterisieren. Das Team beobachtete, dass Pflanzen, die dieses bisher nur unzureichend beschriebene Gen nicht besitzen, aktive Säuren stark anreichern. Darüber hinaus zeigen diese Pflanzen eine deutlich erhöhte Resistenz gegenüber Krankheitserregern, welche allerdings mit einem stark verringerten Wachstum einhergeht.
„Uns ist es gelungen, den molekularen Zusammenhang zwischen dem Genprodukt und der Inaktivierung der Säuren bei normalem Pflanzenwachstum zu entschlüsseln“, sagt Prof. Dr. Ivo Feußner vom Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften. Dieses Zusammenspiel zu verstehen, stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, um die natürliche Resistenz von Nutzpflanzen zu verbessern. „Die grundlegenden Ergebnisse können damit Züchterinnen und Züchtern dienen, weniger anfällige Pflanzen zu isolieren“, so Lennart Mohnike, Erstautor der Studie, „dies bietet einen wichtigen Lösungsansatz zur Erhöhung der Nahrungsmittelsicherheit und könnte einen reduzierten Pestizidgebrauch zur Folge haben“.
Originalveröffentlichung: Mohnike, et al. The glycosyltransferase UGT76B1 modulates N-hydroxy-pipecolic acid homeostasis and plant immunity. The Plant Cell (2021). Link: https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koaa045/6080805
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