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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-09-01 - 2020-08-31

Fungal-plant interactions constitute fine-tuned interplays where each of the participating organisms has evolved efficient strategies to win over the other. To establish a successful infection of a plant host the invading fungal pathogen has to quickly respond and adapt to numerous plant defence mechanisms. This implies a coordinated expression of metabolic and virulence-associated genes, and there is compelling evidence that part of the communication between both interacting organisms is regulated at the level of chromatin. In this project, we strive to unravel chromatin-based mechanisms that govern adequate transcriptomic responses during the host-pathogen interaction using the notorious plant pathogen Fusarium graminearum and wheat (Triticum aestivum) as pathosystem. We have previously identified and characterised a heterochromatin-deficient mutant (Δhep1) that exhibited a hypervirulent phenotype. While most strains deficient for a specific chromatin regulator exhibit a hypo- or avirulent phenotype, deletion of the heterochromatin protein 1-encoding gene (hep1), exhibited a hypervirulence of F. graminearum towards its plant host wheat (J. Strauss and colleagues, unpublished data). This phenotype provides a unique advantage in terms of in planta analyses.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-10-01 - 2020-09-30

Forschungsziele und Innovationsgehalt (i) Wie funktioniert das „Internet der Pilze“? und (ii) Gibt es in diesem Internet auch so etwas wie ein „Erinnerungsvermögen“ von simplen Zellen? können wir mit Hilfe spezieller Laborstämme (sogenannte „Reporter-Stämme“) untersuchen, die bei positiver Reaktion Fluoreszenzsignalen erzeugen, die wir nachverfolgen können und beobachten, wie das Signal innerhalb des Netzwerkes weitergeleitet wird. In einem separaten Ansatz wird die Frage gestellt, ob Zellen in so einem Pilz-Netzwerk die Information auch speichern können – eventuell durch epigenetische Mechanismen? Wie weit können Signale im Netzwerk weitergeleitet werden, wie lange können sie gespeichert werden, wenn die Zellen von ihrer ursprünglichen Informationsquelle abgeschnitten sind? Kontrollreaktionen, von denen wir wissen, dass sie eine positive Reaktion ergeben, werden zur Etablierung des experimentellen Ablaufes eingesetzt. Für das Auffinden neuer positiver Interaktionen wird eine große Anzahl an unterschiedlichen Proben benötigt: diese werden von Schülerinnen und Schüler gesammelt. Schnelle Screenings von tausenden Proben auf positive Signale der Interaktion werden mit der Hilfe unserer Labor-Roboter möglich gemacht (Details siehe Abschnitt „wissenschaftliche Herangehensweise). Die in allen Fällen entstehenden Signale werden durch makroskopische und mikroskopische Fluoreszenz-Analyse sichtbar gemacht und in eigenen Mikroskopie-Sessions gemeinsam mit den Schülern/innen dokumentiert.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-08-01 - 2020-07-31

Even though mankind highly depends on plant derived products, our insight into plant specific growth mechanisms is scarce. The plant vacuoles as well as the cell wall are key regulatory factors that jointly control cellular expansion. The process of cell elongation requires both the loosening of cell wall properties and increase in vacuolar volume in a well-orchestrated manner (Löfke et al., eLife 2015; Dünser and Kleine-Vehn, COPB 2015; Scheuring et al., PNAS 2016). However, a growth integrating mechanism, possibly coordinating molecular events in the cell wall and the vacuole, remain currently unknown. Here, we propose that changes in cell wall mechanics integrate vacuolar morphology. We intend to isolate likely cell wall sensors, required to integrate mechanical cues with vacuolar occupancy of the cell. The results of this PhD project might help to elucidate cellular growth control mechanisms contributing to overall plant growth and development.

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