Suppressor of apical dominance1 of the maize pathogen Sporisorium reilianum induces outgrowth of subapical ears by induction of abiotic stress response

Aachen (2016) [Doktorarbeit]

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Kurzfassung

Der Basidiomycete Sporisorium reilianum ist ein Maispathogen. Nach der Infektion seines Wirtes induziert S. reilianum eine Vielzahl von Phänotypen. Neben der Produktion von Sporen und Phyllodie induziert S. reilianum das Wachstum von subapikalen Maiskolben. Früheren Studien zeigten, dass das Pilzprotein SUPPRESSOR OF APICAL DOMINANCE1 (SAD1) verantwortlich für das Auswachsen von subapikalen Maiskolben ist. Diese Studie zielt darauf ab, die Funktion von SAD1 in der Pflanze und dessen Auswirkung auf den Mechanismus der Apikalen Dominanz besser zu verstehen.Um die Funktion von SAD1 aufzuklären, wurden transgene Arabidopsis thaliana Pflanzen erzeugt. Diese Pflanzen expriemerten GFP-SAD1 zeigten ein früheres Wachstum von primären und sekundären Ästen. Dies zeigt, dass SAD1 die Verästelung der Pflanzenfrucht über einen Weg manipuliert, der in mono- und dikotylen Pflanzen konserviert ist. Die Lokalisation von SAD1 wurde in Mais und A. thaliana mittels Fluoreszenzmikroskopie untersucht. In Maispflanzen konnte gezeigt werden, dass SAD1-GFP von der Pilzhyphe sekretiert wird, eine Aufnahme in die Pflanzenzellen wurde jedoch nicht detektiert. In A. thaliana akkumulierte GFP-SAD1 im Zellkern in Abhängigkeit des Phosphorylierungszustandes von SAD1. Mit dem Hefe-Zwei-Hybrid System wurde die Pflanzen E3-Ubiquitinligase RGLG2 als stärkster Interaktionspartners von SAD1 identifiziert. Die Sequenzierung von RNA aus infizierten Maiskolben zeigte, dass SAD1 die Expression von Pflanzengenen verändert. SAD1 induzierte die Expression von Stressgenen und reduzierte die Expression von Genen verantwortlich für die Blütenentwicklung. Zusammenfassend kann postuliert werden, dass SAD1 von der Pilzhyphe sekretiert wird und eine Funktion in der Pflanzenzelle hat. In der Pflanzenzelle lokalisiert SAD1 im Zellkern und interagiert mit RGLG2, entweder vor oder nach dem Eintritt in den Zellkern, was zur Veränderung der pflanzlichen Genexpression führt. Die veränderte Expression von Genen, die verantwortlich für die Stressantwort und Blütenentwicklung sind, führt dazu, dass das Wachstum von subapikalen Kolben in Mais und frühes Astwachstum in A. thaliana induziert wird.

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Drechsler, Frank

Gutachterinnen und Gutachter

Schirawski, Jan
van Dongen, Joost Thomas

Identifikationsnummern

  • REPORT NUMBER: RWTH-2017-07028

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