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Die Bedeutung von Myo5 für das polare Wachstum, die pathogene Entwicklung und den Transport polarer Chitinsynthasen in Ustilago maydis
Der phytopathogene Pilz Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrandes. Die Bildung des infektiösen dikaryotischen Filaments setzt die Fusion zweier kompatibler Sporidien voraus, die stimuliert durch das Pheromon des Partners Konjugationshyphen ausbilden, aufeinander zu wachse...
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2004
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Der phytopathogene Pilz Ustilago maydis ist der
Erreger des Maisbeulenbrandes. Die Bildung des infektiösen
dikaryotischen Filaments setzt die Fusion zweier kompatibler
Sporidien voraus, die stimuliert durch das Pheromon des
Partners Konjugationshyphen ausbilden, aufeinander zu wachsen
und miteinander fusionieren. Sowohl für den Kreuzungsprozess
als auch für die erfolgreiche Infektion der Wirtspflanze ist
die Fähigkeit des Pilzes, polar zu wachsen, von essentieller
Bedeutung. Polares Wachstum erfordert die gerichtete
Anlieferung von Wachstums- und Zellwandkomponenten entlang des
Cytoskeletts zur Wachstumsspitze hin. In der vorliegenden
Arbeit konnte gezeigt werden, dass das Klasse V Myosin, Myo5,
für verschiedene Stadien des Pilzes während seines sexuellen
Lebenszyklus von enormer Bedeutung ist. Myo5 ist essentiell für
die erfolgreiche Perzeption des Pheromons und die Ausbildung
von Konjugationshyphen. Auch das Wachstum dikaryotischer Hyphen
ist in myo5ts-Mutanten gestört. Zudem zeigten
myo5ts-Infektionshyphen deutliche Störungen des polaren
Wachstums während der frühen Infektionsphase, was sich in der
Ausbildung geschwollene Hyphenverzweigungen äußerte, und sie
induzierten bereits bei permissiver Temperatur nur bei 2,7% der
Pflanzen Tumore. Aufgrund der aus Vorversuchen resultierenden
Erkenntnisse wurden Chitinsynthasen als mögliche
?Cargos? von Myo5 in Betracht gezogen und näher
untersucht. Das Genom von U. maydis kodiert für sieben
Chitinsynthasen (Chs1-7) und eine Myosin-Chitinsynthase (Mcs1).
Sowohl die Phänotypen der Chitinsynthase-Deletionsstämme wurden
näher analysiert, als auch in vivo Lokalisationsstudien der
Chitinsynthasen durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass Dchs5-
und auch Dchs7-Zellen ähnliche Zelltrennungsdefekte wie
Dmyo5-Zellen sowie Störungen in der Ausbildung von
Konjugationshyphen aufwiesen. Zudem führte die Deletion von
chs7 zu einer starken Beeinträchtigung der Filamentbildung auf
aktivkohlehaltigem Medium und der Pathogenität. Die Deletion
von chs6 und mcs1 störte die Filamentbildung kompatibler Stämme
nicht, resultierte allerdings in einer völligen Apathogenität.
Ähnlich wie Myo5 lokalisierten die vier Chitinsynthasen Chs5,
Chs6, Chs7 und Mcs1 in der Spitze wachsender Sporidien.
Inhibitorversuche ergaben, dass die Lokalisation dieser polaren
Chitinsynthasen von Aktin abhängt. Untersuchungen zur
Lokalisation von Chs5, Chs6, Chs7 und Mcs1 in myo5ts-Mutanten
zeigten eine deutliche Fehlverteilung von Chs7 in
myo5ts-Mutanten nach einstündiger Inkubation bei restriktiver
Temperatur. Durch den neu etabliertem in vivo Aktinmarker
Fim1GFP konnte eine Störung des Aktin-Cytoskeletts als Ursache
ausgeschlossen werden. Sowohl die phänotypischen Analysen als
auch die Lokalisations- und Inhibitorstudien weisen deutlich
auf eine Beteiligung von Myo5 an der Lokalisation von Chs7
hin. |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2004.0285 |