Cologne, Germany
August 7, 2026
For the first time, a research team led by Professor Dr Bart Thomma has succeeded in gaining insights into the genetic basis of “defoliation” caused by the pathogenic fungus Verticillium dahliae. A key protein they have identified is responsible for the aggressive nature of the fungus.
An international research team led by the plant scientist Professor Dr Bart Thomma from the Institute of Plant Sciences at the University of Cologne, the MiBiNet Collaborative Research Centre and the CEPLAS Cluster of Excellence for Plant Sciences has identified in the pathogenic fungus Verticillium dahliaethe region of the genome responsible for the production of a specific protein that the pathogen secretes during the infection process. This protein causes leaf loss in host plants and determines the virulence of the pathogen. The research findings were published in the journal Nature Communications under the title “A structurally unique effector shared between vascular wilt fungi drives cotton and olive defoliation”.
The most virulent strains of Verticillium dahliae, a pathogenic fungus known in agriculture to be the cause of wilt diseases, result in complete leaf loss (defoliation), particularly in cotton and olive trees. This leads to the death of the affected plants and, consequently, to significant crop losses. Until now, the genetic mechanisms by which Verticillium dahliae causes this leaf loss were unknown.
“The gene for the protein that causes leaf loss was discovered on a so-called ‘Starship’. These are huge mobile genetic elements that can be transferred between different species of fungus and carry genes, including the gene responsible for leaf loss,” explains Professor Bart Thomma. “Genetic analyses have detected remnants of a putative ‘Starship’ carrying the leaf-drop gene in several other fungi that cause wilt diseases.”
Understanding the genetic mechanisms by which Verticillium dahliae causes such an aggressive disease can contribute to the development of novel methods for controlling plant diseases – through improved, specific detection of the most aggressive isolated strains, but also through the breeding or genetic modification of resistant olive and cotton plants.
Publication:
https://www.nature.com/articles/s41467-026-74504-z
Forschende entdecken Pilzprotein, das zu Blattverlust bei Nutzpflanzen führt
Erstmalig ist es einem Forschungsteam um Professor Dr. Bart Thomma gelungen, Einblicke in die genetischen Grundlagen der durch den Schädlingspilz Verticillium dahliae verursachten „Entlaubung“ zu bekommen. Ein von ihnen identifiziertes Schlüsselprotein bedingt die Aggressivität des Pilzes.
Ein internationales Forschungsteam um den Kölner Pflanzenwissenschaftler Professor Dr. Bart Thomma vom Institut für Pflanzenwissenschaften, dem Sonderforschungsbereich MiBiNet und dem Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS, hat bei dem Schädlingspilz Verticillium dahliae den Bereich des Genoms identifiziert, der für die Produktion eines bestimmten Proteins verantwortlich ist, das der Erreger während des Infektionsprozesses absondert. Dieses Protein führt zu Blattverlust bei Wirtspflanzen und bedingt die Aggressivität des Erregers. Die Forschungsergebnisse wurden unter dem Titel “A structurally unique effector shared between vascular wilt fungi drives cotton and olive defoliation” in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die aggressivsten Stämme von Verticillium dahliae, einem pathogenen Pilz, der in der Landwirtschaft als Verursacher von Welkekrankheiten bekannt ist, verursachen insbesondere bei Baumwolle und Olivenbäumen vollständigen Blattverlust (Entlaubung). Dies führt zum Absterben der befallenen Pflanzen und damit zu erheblichen Ernteverlusten. Bislang waren die genetische Grundlagen, wie Verticillium dahliae diesen Laubverlust verursacht, unbekannt.
“Das Gen für das Protein, das zu dem Blattverlust führt, wurde auf einem sogenannten „Starship“ gefunden. Dabei handelt es sich um riesige mobile genetische Elemente, die zwischen verschiedenen Pilzarten übertragen werden können und Gene transportieren, darunter auch das für den Blattverlust verantwortliche Gen”, erläutert Professor Bart Thomma. “Genetische Analysen haben in einigen anderen Pilzen, die Welkekrankheiten verursachen, Überreste eines mutmaßlichen „Starships“ mit dem Blattverlust-Gen nachgewiesen.”
Das Verständnis der genetischen Grundlagen, wie Verticillium dahliae eine derart aggressive Krankheit verursacht, kann zur Entwicklung neuartiger Methoden für die Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten beitragen - durch eine verbesserte spezifische Erkennung der aggressivsten isolierten Stämme, aber auch durch die Züchtung oder gentechnische Modifikation resistenter Oliven- und Baumwollpflanzen.
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