Transkriptom-Analyse der frühen Infektionsphase von Ustilago maydis: Identifikation neuer pathogenitätsrelevanter Gene

Im phytopathogenen Pilz Ustilago maydis ist die Fusion kompatibler haploider Sporidien für die Initiation der pathogenen Entwicklung notwendig. Kontrolliert wird dieser Prozess durch zwei verschiedene Kreuzungstyploci, a und b. Der biallelische a-Locus kodiert dabei für ein Pheromonrezeptorsystem, w...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Vranes, Miroslav
Beteiligte: Kämper, Jörg (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Beschreibung
Zusammenfassung:Im phytopathogenen Pilz Ustilago maydis ist die Fusion kompatibler haploider Sporidien für die Initiation der pathogenen Entwicklung notwendig. Kontrolliert wird dieser Prozess durch zwei verschiedene Kreuzungstyploci, a und b. Der biallelische a-Locus kodiert dabei für ein Pheromonrezeptorsystem, welches für die Zell-Zellerkennung und die Fusion notwendig ist. Nach der Fusion ist der multiallelische b-Paarungstyplocus, der für zwei Homeodomänen-Transkriptionsfaktoren kodiert, für die Aufrechterhaltung des filamentösen Dikaryons und die nachfolgende pathogene Entwicklung essentiell. Nach der Bildung eines stabilen Dikaryons ist U. maydis zur Vollendung seiner sexuellen Entwicklung jedoch auf die Wirtspflanze angewiesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch DNA-Microarray-Analysen frühe b-vermittelte Prozesse auf der Pflanzenoberfläche untersucht. Hierfür wurde das Expressionsprofil von Zellen eines nicht-pathogenen Stammes mit dem eines pathogenen Stammes, der ein aktives b-Heterodimer exprimiert, verglichen. Es wurden insgesamt 327 Gene identifiziert, die u. a. für Proteine mit putativen Funktionen im Pflanzenzellwandabbau oder bei der Transkriptionsregulation kodieren. Eines der auf der Pflanzenoberfläche b-induzierten Gene, biz1, kodiert für einen putativen C2H2-Zinkfinger-Transkriptionsfaktor. Die Deletion von biz1 führte zu einer drastischen Reduktion der Anzahl an gebildeten Appressorien; Hyphen konnten zwar noch die Pflanzenoberfläche penetrieren, jedoch war invasives Wachstum und in planta Proliferation in Δbiz1-Stämmen nicht zu beobachten. Biz1 spielt demnach nicht nur eine wichtige Rolle in der Bildung von Appressorien, sondern vor allem in der Kolonisierung der Pflanze. Weitere DNA-Microarray-Analysen zeigten, dass Biz1 für die Regulation von 19 Genen on planta hinreichend und notwendig ist. Systematische Deletionsanalysen führten zur Identifizierung von pst1 und pst2, die für zwei putative sekretierte U. maydis-spezifische Proteine kodieren. Die gemeinsame Deletion beider Gene führte zu einem ähnlichen Phänotyp wie die Deletion von biz1. Der pst-Doppeldeletionsstamm war zwar noch in der Lage Appressorien zu bilden, arretierte sein Wachstum aber kurz nach der Penetration und zeigte ebenfalls keine Proliferation in der Pflanze. Pst1 und Pst2 scheinen damit ähnlich wie Biz1 ihre Hauptfunktion in Postpenetrationsprozessen auszuüben.