Die Germin-ähnlichen Proteine werden durch Multigenfamilien kodiert, die weitverbreitet in verschiedenen Pflanzenspezies vorkommen. Für diese Proteine wurden unterschiedliche Funktionen in der Keimung von Pflanzen sowie in der Abwehr bei Pathogenbefall vorgeschlagen. Die Multigenfamilie (HvGER) in der Gerste (Hordeum vulgare) ist durch mindestens sechs verschiedene HvGER Subfamilien präsentiert, von denen jeweils ein Gen als Vertreter ausgewählt wurde, um die Genregulationstrents dieser Subfamilien zu untersuchen. Ferner wurde die Funktion dieser Subfamilien in der Pathogenabwehr durch Genüberexpressions- als auch Gen-silencing Experimente studiert. Ein Expressionsschwerpunkt aller sechs Subfamilien wurde in jungen Keimlingen, vorallen in Wurzel und Koleoptile gefunden. Pathogenbefall durch den Gerstenmehltaupilz (Blumeria graminis f. sp. hordei, Bgh) und Wasserstoffperoxid-Behandlung führten zu einer starken Expression einzelner HvGER Subfamilien. Die Transkripte von vier der fünf HvGER Subfamilien, die im Spross induziert waren akkumulierten vorallen in der Epidermis. Transiente Überexpression von HvGER4 oder HvGER5 sowie transientes silencing durch RNA Interferenz von HvGER3 oder HvGER5 schützten die Gerstenepidermiszellen vor dem Befall durch Bgh. Silencing von HvGER4 induzierte Hyperanfälligkeit. Einige Subfamilienvertreter wurden transient oder stabil exprimiert, um die entsprechenden Proteine auf die bekannten enzymatischen Aktivitäten, Oxalatoxidase und Superoxiddismutase (SOD), zu untersuchen. HvGER5 wurde als eine neue extrazelluläre Superoxiddismutase entdeckt. Durch transiente Überexpression von HvGER5, konnte gezeigt werden, daß die SOD-Aktivität des kodierenden Proteins bei der Pathogenabwehr benötigt wird. Die Daten schlagen ein komplexes Zusammenspiel der HvGER Proteine in der Feinnregulation der Basalresistenz der Gerste gegen Bgh vor.
|