SAR — Systemisch erworbene Resistenz

Kurzdefinition

SAR ist eine systemische, SA-basierte Breitspektrum-Immunität gegen Biotrophes. Kernmolekül: NPR1 (Masterkoaktivator): cytosol. Oligomer → SA-induzierte Monomerisierung → Kernimport → TGA-TF-Koaktivierung → PR-Gen-Expression. In Cannabis: PAL-Weg zur SA-Biosynthese bestätigt; AtNPR1 transgene Integration erfolgreich demonstriert; PR1/PR2 bei Botrytis hochreguliert.

Wissenschaftliche Beschreibung

SA-Biosynthese in Cannabis

PAL-Weg (bestätigt): L-Phenylalanin → [PAL] → trans-Zimtsäure → [C2H] → p-Cumarinsäure → [4CL] → SA. Sirangelo 2023: PAL konsistent hochreguliert in Cannabis-Blättern während B. cinerea-Infektion.

ICS1-Weg (wahrscheinlich vorhanden, nicht Cannabis-bestätigt): Chorismat → [ICS1, Chloroplast] → Isochorismat → SA. Hauptweg in Arabidopsis (>90% Pathogen-SA).

NPR1-Oligomer-Monomer-Mechanismus

SA-Spiegel niedrig → NPR1-Oligomere (Disulfidbrücken) im Cytosol → inaktiv

SA-Akkumulation nach Infektion
         ↓
Thioredoxin → Reduktion der Disulfidbrücken
         ↓
NPR1-Monomerisierung → Kernimport
         ↓
NPR1 + TGA-Transkriptionsfaktoren → Co-Aktivierung
         ↓
PR1, PR2, PR5 Promoter → Expression ↑
         ↓
Systemische Breitspektrum-Resistenz

AtNPR1-Transgen in Cannabis (Agrobacterium-vermittelt, Sirangelo 2023): bestätigt via PCR + RT-PCR → downstream PR-Maschinerie ist konserviert und funktionell.

Mobile SAR-Signale (Cannabis: nicht bestätigt)

SA-JA-Antagonismus

SA↑ → JA/ET-Abwehr↓: für Nekrotrophe (Botrytis) und Herbivoren suboptimal. Umgekehrt: JA↑ → SA-Abwehr↓. Trade-off bei gemischter Pathogen-Situation.

Anbau-Relevanz

• SA-Elicitoren (Handelspräparate): ASM (Acibenzolar-S-Methyl) = SAR-Induktor; in manchen Ländern für Zierpflanzen registriert; möglicherweise übertragbar auf Cannabis
• PGPR + SAR-Kombinationsstrategie: PGPR → ISR; SA-Elicitor → SAR; beide kompatibel → additiver Schutz ohne Ertragsverlust
• CsWAK1: Exogene SA-Behandlung → CsWAK1 hochreguliert → weiterer Integrator der SA-Verteidigung

Verwandte Begriffe

• isr-jasmonat-ethylen — ISR als komplementäre Resistenzform (JA/ET-basiert, PGPR-induziert)
• pr-proteine — PR1/PR2/PR5 als SAR-Downstream-Effektoren
• pamp-mamp-pti — PTI als erster Layer, SAR als systemische Verstärkung

Quellen

• PMC10420965 — SA-Signalweg in Cannabis (Sirangelo 2023)
• PMC9101757 — Harpin + flg22 → CsPR1 in Hanf (Sands 2022)

Quellen

• https://doi.org/10.1139/cjb-2023-0056
• Saloner A & Bernstein N (2024): Cannabis responses to environmental stress. Can. J. Bot. doi:10.1139/cjb-2023-0056