M
üller
et al.: Parasit-Wirt-Interaktion am Beispiel der Rostpilze
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Kurzfassung
Rostpilze stellen eine der bedeutendsten Gruppen von
Pflanzenpathogenen dar. Verschiedene Vertreter die-
ser Ordnung verursachen jedes Jahr weltweit große
Schäden an wichtigen Kulturpflanzen wie Weizen oder
Soja. Wie die Echten und die Falschen Mehltaupilze
sind Rostpilze obligat biotrophe Parasiten. Dies be-
deutet, dass sie zur Vollendung ihres Lebenszyklus auf
einen lebenden Wirt angewiesen sind. Eines der we-
sentlichen Merkmale dieser besonderen Lebensweise
ist die Entwicklung von speziell differenzierten Hyphen,
sogenannten Haustorien. Hierbei handelt es sich um
hochspezialisierte Strukturen, welche in die Pflan-
zenzelle eingesenkt werden und dem Pilz die Aufnah-
me von Nährstoffen und die Unterdrückung pflanzlicher
Abwehrmaßnahmen durch die Sekretion sogenannter
Effektorproteine ermöglichen. Das Fachgebiet Phyto-
pathologie am Institut für Phytomedizin der Universi-
tät Hohenheim beschäftigt sich unter anderem mit der
Identifizierung und Charakterisierung der molekularen
Vorgänge in diesen Haustorien. Der Schwerpunkt liegt
dabei auf den molekularen Aspekten der Nährstoff-
aufnahme und -verstoffwechselung, der Identifikation
neuer Effektorproteine und der Entwicklung neuer
Methoden zur Charakterisierung dieser Gruppe von
Pathogenen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sol-
len nicht nur ein tieferes Verständnis der molekularen
Aspekte der obligat biotrophen Parasit-Wirt-Interaktion
ermöglichen, sondern längerfristig auch Verwendung
in der Entwicklung neuer Ansätze für den Pflanzen-
schutz finden.
Abstract
Molecular aspects of obligate biotrophic
parasite-host-interactions, the case of rust fungi
Rust fungi are one of the most important groups of plant
pathogens, causing severe losses on major crops like
wheat or soybean. Like the powdery and the downy mil-
dews, rust fungi are obligate biotrophic parasites, de-
pending on a living host to complete their life cycle. One
of the defining features of biotrophy is the differentiation
of highly specialized hyphae, so-called haustoria. Hau-
storia penetrate plant cells and form a narrow contact
zone between host and parasite. The main functions of
haustoria are the uptake of nutrients and the suppres-
sion of plant defense responses through secretion of
so-called effector proteins. One of the research areas
of Prof. R
alf
V
ögele
´
s
group at the University of Hohen-
heim is the identification and characterization of mole-
cular processes in haustoria of different rust fungi. The
research at the Chair of Phytopathology is focused on
molecular mechanisms playing crucial roles in nutrient
uptake and metabolism, as well as on the identifica-
tion of new effector proteins. Much emphasis is also
placed on the development of new methods to cha-
racterize these pathogens. Results obtained from this
work should enable a more profound understanding of
obligate biotrophic pathogens and might also open new
vistas in plant protection in the long run.
Autoren
M
anuel
M
üller
, M
atthias
K
ohlndorfer
, D
r
. T
obias
I. L
ink
& Prof. Dr. R
alf
T. V
oegele
Fachgebiet Phytopathologie, Institut für Phytomedi-
zin, Universität Hohenheim, Otto-Sander-Str. 5, 70599
Stuttgart, E-Mail:
1 Einleitung
Pilze, welche der Ordnung Pucciniales (Basidi-
omycota, alte Bezeichnung: Uredinales) zuge-
ordnet werden, werden im allgemeinen Sprach-
gebrauch als Rostpilze bezeichnet. Derzeit
werden dieser Ordnung mehr als 7.000 Arten
zugeschrieben, wovon 4.000 Arten aus der Gat-
tung Puccinia (u.a. die meisten Getreide-Roste)
und rund 600 Arten aus der Gattung Uromyces
(u.a. viele Leguminosen-Roste) stammen. Rost-
pilze leben parasitisch auf höheren Pflanzen und
verursachen zum Teil erhebliche Schäden in der
Landwirtschaft.Wie auch die Erreger des Echten
und Falschen Mehltaus (Erysiphales und Pero-
nosporales), sind Rostpilze obligat biotrophe
Parasiten. Anders als nekrotrophe Pilze wie Fu-
sarium spp. oder Septoria spp., welche ihre Wirte
schnell und gezielt abtöten und sich dann von
abgestorbenem Gewebe ernähren, sind Rost-
pilze zur Reproduktion und zur Vollendung ihres
Lebenszyklus zwingend auf lebendes Gewebe
angewiesen. Diese Besonderheit setzt voraus,
dass Rostpilze ihren Wirten während der Besied-
lung nur begrenzt Schaden zufügen und zudem
pflanzliche Abwehrreaktionen, wie den program-
mierten Zelltod, effektiv unterdrücken können.
Molekulare Aspekte der obligat biotrophen
Parasit-Wirt-Interaktion am Beispiel der
Rostpilze
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M
üller
, M
atthias
K
ohlndorfer
, T
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I. L
ink
& R
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T. V
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