Verticillium dahliae transcription factors Som1 and Vta3 control microsclerotia formation and sequential steps of plant root penetration and colonisation to induce disease

Verticillium dahliae gehort zu den bodenburtigen Askomyceten. Dieser Pilz verursacht Welke-Erkrankungen und verfruhtes Altern in mehr als 200 verschiedenen, auch okonomisch wichtigen Pflanzen. Verticillium kann im Boden ohne Wirtspflanze durch die Bildung von Mikrosklerotien bis zu 10 Jahre uberleben. Wurzelexsudate induzieren die Auskeimung der Mikrosklerotien. V. dahliae infiziert seinen Wirt durch die Wurzel, besiedelt den Wurzelkortex und dringt dann in die Xylemgefase ein. Die Infektion des Wirts durch pathogene Pilze erfordert Penetrations- und Kolonisierungsprozesse. Am Eindringen durch die Wurzeloberflache sind adhasive Proteine an verschiedenen Stellen der Wirt-Parasit-Interaktion beteiligt. Adhasive Proteine sind in S. cerevisiae gut untersucht, wahrend nur wenig uber sie in V. dahliae bekannt ist. Der Adhasions-Transkriptionsfaktor Flo8 aus Hefe reguliert die Expression der sogenannten „Flocculation“-Gene wie zum Beispiel FLO1 und FLO11. Ein Stamm ohne FLO8 ist nicht in der Lage an Agarmedium zu haften und in Flussigmedium auszuflocken. Die im Zellkern lokalisierten Transkriptionsfaktoren Som1 und Vta3 konnen die Adhasion in einem S. cerevisiae Stamm, welchem FLO8 fehlt, wiederherstellen. Som1 und Vta3 induzieren die Expression von FLO1 und FLO11, welche Adhasine kodieren. Die SOM1 und VTA3 Gene wurden deletiert und ihre Funktion in der durch Pilze verursachten Pflanzenpathogenese wurde durch genetische, zellbiologische, Proteom- und Pflanzenpathogenitatsexperimente untersucht. V. dahliae Som1 und Vta3 sind sequenziell fur die Penetration und Kolonisation des Pflanzenwirts erforderlich. Som1 unterstutzt die pilzliche Adhasion sowie das Eindringen in die Wurzel. Somit wird es fruher fur die Besiedlung der Pflanzenwurzeloberflache und die Tomateninfektion benotigt als Vta3. Som1 kontrolliert daruber hinaus die Positionierung von Septen und die Grose von Vakuolen und folglich auch die Entwicklung von Hyphen inklusive der Bildung von Lufthyphen und normalen Hyphenverzweigungen. Som1 und Vta3 beeinflussen die Bildung von Konidien und Mikrosklerotien und wirken sich in der Antwort auf oxidativen Stress entgegen. Die molekulare Funktion von Som1 ist zwischen dem Pflanzenpathogen V. dahliae und dem opportunistischen Humanpathogen Aspergillus fumigatus konserviert. Som1 kontrolliert die Expression von Genen welche fur Adhasion und die Antwort auf oxidativen Stress benotigt werden. Sowohl Som1 als auch Vta3 regulieren ein genetisches Netzwerk fur die Bildung von Konidien und Mikrosklerotien sowie die Pathogenitat von V. dahliae.