Der mutualistische Basidiomyzet Piriformospora indica ist ein Wurzelendophyt, dessen Besiedlung verschiedene positive Auswirkungen auf seine Wirtspflanzen hat. So kommt es zu einer Wachstumssteigerung in Wurzel und Spross sowie zu einer lokalen und systemischen Resistenzinduktion gegen verschiedene Pathogene (Baltruschat et al., 2008; Deshmukh und Kogel, 2007). Zur Aufklärung der molekularen Mechanismen der Interaktion von P. indica mit Gerstenwurzeln wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine auf Microarrays basierende Transkriptomanalyse mit Material aus P. indica-besiedelten Wurzeln durchgeführt. Alle 1107 daraus resultierenden differentiell regulierten Transkripte zu den drei, in Anlehnung an das Besiedlungsschema des Pilzes ausgewählten Zeitpunkte 1, 3 und 7 dai ( days after inoculation ), wurden aufgrund ihrer jeweiligen Annotation 15 verschiedenen funktionellen Kategorien zugeordnet. Dabei zeigte sich neben vielen der Phytohormonsynthese und -signalwegen zugeordneten Transkripten eine hohe Zahl an Abwehr-/Stress-bezogenen Genen. Deren Expressionsmuster stellte sich jedoch bei näherer Betrachtung meist als transient, d.h. nur zu Beginn der Besiedlung mit P. indica induziert, heraus. Somit werden zu Beginn der Interaktion zwar verschiedene Abwehrreaktionen in der Pflanze ausgelöst, jedoch im weiteren Verlauf der Besiedlung wieder unterdrückt. Außer den Abwehr-bezogenen Transkripten induziert P. indica in den Gerstenwurzeln viele Transkripte, die dem Biosyntheseweg der Gibberelline zugeordnet werden konnten. Darum wurde die P. indica-Besiedlung und Genexpression in Gerstemutanten mit Defekten in der GA-Biosynthese und dem GA-Signalweg untersucht. Dabei konnten zwei Linien mit defekter GA-Signalgebung identifizert werden, die eine reduzierte P. indica Besiedlung aufwiesen: M121, eine Mutante des GA-Rezeptors GID1 und M640, eine Mutante des SLENDER-Proteins, einem negativen Repressor des GA-Signalweges. Zudem zeigte eine Linie mit einem Defekt in der GA-Biosynthese, M117, ebenfalls eine reduzierte Besiedlung mit P. indica. Darüber hinaus war die Chlamydosporenneubildung des Pilzes in den Rhizodermiszellen der Linie M121 zu einem späteren Zeitpunkt der Interaktion fast vollständig inhibiert. Zusätzlich wurde durch Expressionsanalysen mit quantitativer real-time PCR nachgewiesen, dass P. indica über die GA-Signalgebung bzw. GA-Biosynthese einen Einfluss auf das Gleichgewicht zwischen Salizylsäure- und Jasmonsäure-abhängigen Genexpressionsmuster und damit auch auf die entsprechenden Abwehrreaktionen hat. Da die Daten der Transkriptomanalyse aufgrund der transienten Expressionsmuster der Abwehr- und Stress-bezogenen Gene eine Unterdrückung der pflanzliche Immunabwehr durch P. indica zeigten, wurde die Induktion des oxidative burst als eine frühe Reaktion der pflanzlichen MAMP-triggered Immunity in P. indica-besiedelten Wurzeln untersucht. In Wurzeln des Wildtyps Himalaya, aber auch in Wurzeln der Linie M640 wurde dabei eine fast vollständige Unterdrückung der H2O2-Produktion nach Zugabe des Elizitors Chitin beobachtet.
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