5 1 Einleitung 1.1 Pflanzliche Sekundärstoffe als Signale und Toxine ...

Einleitung 12
Mikroskopische Untersuchungen zeigten, daß resistente Pilze Cercosporin in reduzierter
Form, erkennbar an dessen grüner Fluoreszenz, im Cytoplasma der Hyphen speichern. Dieses
wird nach Freisetzung und Diffusion von der Zelloberfläche spontan oxidiert und ist als rote
Fluoreszenz im Außenmedium nachweisbar [Daub et al. 1992, Daub et al. 2000]. Generell
zeigen reduzierte, d. h. Dihydro-Cercosporinderivate eine verminderte 1 O 2 -Produktion [Daub
et al. 2000] und dadurch eine verringerte Lipidperoxidation [Leisman und Daub 1992].
Cercosporin-resistente Cercospora-Arten besitzen die Fähigkeit zur Reduktion dieses Toxins.
Die gleichzeitige Inkubation mit Glutathion, Cystein bzw. Ascorbinsäure ermöglicht jedoch
auch sensitiven Pilzen die Reduktion von Cercosporin [Daub et al. 1992].
Die Fähigkeit, Cercosporin als Dihydroderivat im Cytosol der Pilzzellen zu akkumulieren,
bildet die Grundlage der Cercosporinresistenz. Vermutlich besitzen Cercospora-Arten
Reduktasen, die Cercosporin in der reduzierten Form halten, bevor es die Zelle verläßt. Die
Reduktion von Cercosporin ist jedoch nicht gekoppelt an die generelle Eigenschaft der Zellen,
externe Elektronenakzeptoren, z. B. Tetrazoliumsalze, zu reduzieren [Jenns et al. 1995]. Dies
spricht für die Existenz einer Cercosporin-spezifischen Reduktase.
Da auch reduziertes Cercosporin Singulettsauerstoff bildet, wenn auch in geringerem Maße
[Daub et al. 2000], sind neben der Reduktion weitere Abwehrmechanismen für die volle
Resistenz gegen Cercosporin erforderlich.
Bilski et al. [2000] vermuten eine Beteiligung von Pyridoxin und dessen Derivaten als
Quencher von Singulettsauerstoff. Die Transformation Cercosporin-sensitiver Mutanten von
Cercospora nicotianae mit den Genen PDX1 bzw. PDX2 führte zur Resistenz gegenüber
Singulettsauerstoff [Ehrenshaft et al. 1998, Ehrenshaft und Daub 2001]. PDX1 und PDX2
sind an einem neuen Biosyntheseweg von Vitamin B 6 beteiligt [Ehrenshaft et al. 1999,
Ehrenshaft und Daub 2001].
Das Gen CRG1 (cercosporin resistance gene) kodiert einen putativen Transkriptionsfaktor
[Chung et al. 2003] und ist in Cercospora nicotianae für die Resistenz gegenüber
Cercosporin, nicht aber für die Resistenz gegenüber anderen Photosensitizern erforderlich
[Chung et al. 1999].
Untersuchungen am eukaryotischen Modellsystem Saccharomyces cerevisiae führten zum
Nachweis zweier Gene, die an der Resistenz gegenüber Singulettsauerstoff-produzierenden
Photosensitizern beteiligt sind [Ververidis et al. 2001]: Dabei kodiert CPD1 (cercosporin
photosensitizer detoxification) eine putative membranassoziierte Reduktase mit hoher
Sequenzhomologie zu FAD-abhängigen Pyridinnucleotid Reduktasen (FADPNR).