PD Dr. Frank Waller


Forschungsgebiete:

Interaktion von Pflanzen und Mikroben

Molekulare Mechanismen der pflanzlichen Pathogenresistenz

Sphingolipide und Sphingobasen

Programmierter Zelltod bei Pflanzen

Das Team

Gruppenbild AG Waller
René Glenz, Steven Steinwand, Mohamed Osman, Frank Waller, Benjamin Lambour

Programmierter Zelltod bei Pflanzen: Die Rolle von Sphingolipiden und Sphingobasen

Die Auslösung des programmierten Zelltodes ist ein wichtiger Mechanismus der Pflanze, die Ausbreitung biotropher Pathogene im Gewebe zu stoppen. Wir konnten zeigen, dass durch Bakterien ausgelöster programmierter Zelltod in Arabidopsis mit erhöhten Spiegeln der Sphingobase Phytosphingosin einhergeht. Nun untersuchen wir, ob Phytosphingosin eine Rolle als Signalmolekül in der Regulation der pflanzlichen Verteidigungsantwort spielt. Wir haben eine Reihe von Arabidopsis Mutanten / Überexprimiererlinien hergestellt, die veränderte Spiegel spezifischer Sphingobasen aufweisen. Diese Pflanzen ermöglichen eine funktionelle Untersuchung der Rolle der Sphingobasen beim programmierten Zelltod der Pflanze.

 

Unsere aktuelle Veröffentlichung findet sich hier: academic.oup.com/pcp/advance-article/doi/10.1093/pcp/pcz033/5362037

Erhöhung der pflanzlichen Pathogenresistenz durch Besiedelung mit wurzelendophytischen Pilzen

Serendipita indica (Piriformospora indica) und Serendipita herbamans, Pilze der Ordnung Sebacinales, besiedeln die Wurzeln sehr vieler Pflanzenarten. Diese Besiedelung kann die Pathogenresistenz der Wirtspflanze erhöhen, nicht nur in den Wurzeln, sondern auch in den Blättern (systemische Pathogenresistenz). Außerdem kann die Besiedelung zu einer beschleunigten Entwicklung der Pflanze und zu einem erhöhten Ertrag führen.
Wir untersuchen, auf welchen molekularen Mechanismen diese Verbesserung der pflanzlichen Resistenz beruht und welche Unterschiede in der Reaktion der Pflanze auf Symbionten und Pathogene bestehen.

Ausgewählte Publikationen

1.    Glenz R, Schmalhaus D, Krischke M, Mueller MJ, Waller F (2019) Elevated Levels of Phosphorylated Sphingobases Do Not Antagonize Sphingobase- or Fumonisin B1-Induced Plant Cell Death. Plant and Cell Physiology 60:1109-1119.
2.    Weiß M, Waller F, Zuccaro A, Selosse MA (2016) Sebacinales - one thousand and one interactions with land plants. New Phytologist 211(1): 20-40.
3.    Pedrotti L, Mueller MJ, Waller F (2013) Piriformospora indica Root Colonization Triggers Local and Systemic Root Responses and Inhibits Secondary Colonization of Distal Roots. PLoS ONE 8(7): e69352. doi:10.1371/journal.pone.0069352.
4.    Peer M, Stegmann M, Mueller MJ, Waller F (2010) Pseudomonas syringae infection triggers de novo synthesis of phytosphingosine from sphinganine in Arabidopsis thaliana. FEBS Letters 584: 4053-4056.
5.    Stein E, Molitor A, Kogel K-H, Waller F (2008) Systemic resistance in Arabidopsis conferred by the mycorrhiza fungus Piriformospora indica requires jasmonic acid signalling and the cytoplasmic function of NPR1. Plant and Cell Physiology 49: 1747-1751.
6.    Waller F, Achatz B, Baltruschat H, Fodor J, Becker K, Fischer M, Heier T, Hückelhoven R, Neumann C, von Wettstein D, Franken P, Kogel K-H (2005) The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt stress tolerance, disease resistance and higher yield. Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) 102: 13386-13391.

Über Mich

Studium der Biologie (Diplom) und Doktorarbeit in Biologie an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br.. Studienaufenthalte in China, Taiwan und Japan.

Postdoctoral Fellow am Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Nara, Japan.

Habilitation in Pflanzenphysiologie und Phytopathologie an der Fakultät für Agrarwissenschaften der Justus-Liebig-Universität Giessen.

Seit 2009 Arbeitsgruppenleiter am Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Förderung Durch

Das Projekt 'Funktionelle Charakterisierung des Metabolismus freier Sphingobasen und der Rolle von Sphingobasen im programmierten Zelltod von Pflanzen'  wurde bis Anfang 2019 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Frühere Studienaufenthalte und Projekte wurden unterstützt durch: DFG, Alexander von Humboldt Stiftung / Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS),  Ostasien-Stipendienprogramm der Daimler Benz AG / Studienstiftung des deutschen Volkes,  Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD).