Prof. Dr. Ulla Bonas

Forschungsschwerpunkte: Pflanzenpathogene, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, pflanzliche Abwehrmechanismen, bakterielle Fleckenkrankheit, Typ-III-Effektoren, Avirulenzgene/TAL Effektoren
Ulla Bonas ist eine deutsche Pflanzengenetikerin. Schwerpunkt ihrer Forschungsprojekte ist die Wechselwirkung zwischen pathogenen Bakterien und Pflanzen. Sie erforscht die molekularen Mechanismen des Krankheitserregers Xanthomonas und die pflanzlichen Reaktionen nach Infektion mit dem Pathogen. Ihre Arbeiten haben maßgeblich zum Verständnis von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen beigetragen und könnten neuartige Therapie- und Pflanzenschutzkonzepte hervorbringen.
Der bakterielle Krankheitserreger Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) befällt vor allem Nutzpflanzen wie Paprika und Tomaten. Xcv löst die bakterielle Fleckenkrankheit aus, die zu hohen Ernteverlusten führt. Die Infektion der Wirtspflanze durch das Bakterium geschieht durch einen speziellen Mechanismus. Mithilfe eines Proteinkomplexes (Typ-III-Sekretionssystem, T3S-System) injiziert es Effektor-Proteine in die Pflanzenzelle. Die Effektor-Proteine manipulieren die Gene sowie den Stoffwechsel der Pflanzen. Pflanzenzellsignalisierung und Stoffwechselwege werden zum Nutzen des Erregers gestört, die Pflanzenabwehr wird unterdrückt. Ulla Bonas erforscht die Mechanismen des Informationstransfers zwischen Pflanzen und Pathogenen während der Erkennungsphase, der Virulenz (Grad der krankmachenden Eigenschaften) und der Abwehr. Sie geht der Frage nach, wie es dem Erreger gelingt, die Abwehr der Pflanze auszuschalten und sich im Gewebe zu vermehren. 

Durch ihre Forschung konnte Ulla Bonas aufklären, wie das Bakterium in resistenten Pflanzen außer Gefecht gesetzt wird. In verschiedenen Wirtspflanzen löst Xanthomonas keine Krankheitssymptome aus, sondern einen programmierten Zelltod im infizierten Pflanzengewebe (lokale Nekrose). Dadurch wird die weitere Verbreitung des Erregers in der Pflanze verhindert. Die Nekrose wird aber nur ausgelöst, wenn in der Pflanze Avirulenzgene des Bakteriums und ein dazu „passendes“ Resistenzgen (R-Gen) vorhanden sind. Ulla Bonas und ihr Team haben eines der ersten Avirulenzgene (avrBs3-Gen) von Xanthomonas kloniert, charakterisiert und dessen Funktion aufgeklärt. Das AvrBs3-Protein ist das 1. Mitglied der TAL-Effektorprotein-Familie in Xanthomonas und agiert als Transkriptionsfaktor im pflanzlichen Zellkern. Die DNA-Bindung von AvrBs3 an pflanzliche Promotoren wird durch die zentrale Repeat-Struktur vermittelt, einer bis dahin völlig neuartigen und modular aufgebauten Proteinregion. 

Zudem konnten sie das zugehörige Resistenzgen zu AvrBs3 in widerstandsfähigen Paprikapflanzen isolieren, das Bs3-Gen. Das Bs3-Gen ist eines der Zielgene von AvrBs3 in der Pflanze, d.h., AvrBs3 bindet an eine bestimmte DNA-Sequenz im Promotor von Bs3. Hierdurch wird eine starke pflanzliche Abwehrreaktion, der Zelltod, ausgelöst.