Ronja Rüdel (Universität Salzburg)
Ronja Rüdel erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Paris Lodron Universität Salzburg im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.
Titel: "Experimentelle Evolution von Zinktoleranz bei Pseudomonas syringae und deren Einfluss auf die Infektion von Zink-akkumulierenden Pflanzen"
Wie Rüdel zeigt, sind Pflanzenpathogene in der Lage, rasch höhere Zink-Toleranzen zu entwickeln und damit Schwermetall-hyperakkumulierende Pflanzen zu infizieren, selbst wenn diese erhöhte Mengen an Zink einlagern. Dieses Ergebnis unterstützt die elemental defence hypothesis und legt einen Zusammenhang zwischen Pflanzenpathogenen und der Evolution von Schwermetalleinlagerung in Pflanzen nahe.
Die verstärkte Speicherung von Schwermetallen im Blattgewebe kann als Schutzmechanismus der Pflanze gegen Pathogene dienen, was als elemental defence hypothesis bekannt ist. Das Ziel dieser Studie war es, die Metallhyperakkumulation in einen coevolutionären Zusammenhang mit Pflanzenpathogenen zu bringen.
In dieser Studie wurde ein Pseudomonas syringae pv. maculicola Laborstamm in vitro auf erhöhten Zinkkonzentrationen evolviert, um Stämme mit einer höheren Zinktoleranz zu erhalten. Die evolvierten Bakterienstämme wurden dann in vitro auf ihre tatsächliche Zinktoleranz hin getestet. Schließlich folgten Infektionsversuche mit der Zink-akkumulierenden Pflanze Noccaea caerulescens, um die Virulenz der evolvierten, zinktoleranten Bakterienstämme in diesen Pflanzen zu untersuchen.
Die Ergebnisse dieser Studie belegen, dass es möglich ist, Bakterienstämme in nur wenigen Runden experimenteller Evolution zu einer höheren Zinktoleranz zu evolvieren. Die evolvierten Stämme waren in der Lage, Pflanzen zu infizieren, die mittlere bis hohe Zinkkonzentrationen angereichert hatten, während der ursprüngliche Pseudomonas syringae Stamm bei diesen Pflanzen reduzierte Wachstumsraten aufwies. Diese Ergebnisse unterstützen die elemental defence hypothesis und beleuchten coevolutionäre Prozesse zwischen Pflanzenpathogenen und dem Merkmal der Schwermetall-Hyperakkumulierung in Pflanzen.
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Ronja Rüdel fertigte die Arbeit am Fachbereich für Biowissenschaften der Universität Salzburg unter der Betreuung durch Dr. Anja Hörger in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hans-Peter Comes an.