Entwicklung eines in vitro-Modellsystems zur Untersuchung der Penetrationskompetenz pflanzenpathogener Pilze

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Der Infektionsvorgang pflanzenpathogener Pilze stellt einen komplexen biophysikalischen bzw. biochemischen Vorgang dar. Für die Penetration der Epidermiszelle der Wirtspflanze werden mechanische Prozesse in Verbindung mit enzymatisch gesteuertem Abbau der Zellwand angenommen. Unklar ist jedoch, zu welchen Anteilen beide Prozesse an der Penetration bei unterschiedlichen Pilzen beteiligt sind. Ziel des Projektes ist es, durch Anwendung neu- bzw. weiterentwickelter mikroskopischer und mikromechanischer Untersuchungsmethoden unter Einbeziehung mechanischer Modellierungen ein verbessertes Verständnis des ersten Schrittes der Infektion zu erlangen. Zu diesem Zweck sollen auf der Basis biophysikalischer Charakterisierung pflanzlicher Oberflächen unterschiedliche Polymermembranschichten hergestellt werden, an denen Penetrationsexperimente mit unterschiedlichen Pilzen durchgeführt werden. Zur Testung und Bewertung der Penetrationskompetenz werden biologisch nicht abbaubare (inerte) Dünnschichten eingesetzt, bei denen Materialeigenschaften wie Dicke, Dichte, Härte, Hydrophobizität und chemischen Zusammensetzung bekannt sind und variiert werden können. Neben der Beantwortung eher grundlegender Fragen zur Kinetik und Dynamik des Penetrationsvorganges, sind auch anwendungsorientierte Fragestellungen von Bedeutung. Mit einem neu entwickelten, relativ wenig störanfälligen und gut reproduzierbaren in vitro-System ließen sich beispielsweise große Umfänge von Kandidatensubstanzen im Rahmen von anti-Penetrations Fungizid-Screening-Programmen testen, was zu einer aus ökologischer und ökonomischer Sicht verbesserten Fungizid Entwicklung führen könnte.