Identification of seedling-specific effectors in the Ustilago maydis – maize interaction : From organ to cell type specificity

Der Basidiomyzet Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrands in Zea mays (Mais). Nach Etablierung der biotrophen Interaktion induziert Ustilago maydis Tumore in allen oberirdischen pflanzlichen Organen. Zur Unterdrückung des pflanzlichen Immunsystems sowie zur Etablierung der biotrophen...

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Main Author: Matei, Alexandra
Contributors: Döhlemann, Gunther (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2016
Biologie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Der Basidiomyzet Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrands in Zea mays (Mais). Nach Etablierung der biotrophen Interaktion induziert Ustilago maydis Tumore in allen oberirdischen pflanzlichen Organen. Zur Unterdrückung des pflanzlichen Immunsystems sowie zur Etablierung der biotrophen Interaktion und Tumorinduktion sekretiert der Pilz mehr als 500 sogenannter Effektorproteine. Neben allgemeiner Effektoren sekretiert der Pilz auch organspezifische Effektoren, die eine Anpassung an die physiologisch unterschiedlichen Gewebe der pflanzlichen Organe gewährleisten (Skibbe et al., 2010; Schilling et al., 2014) Um die organspezifische Etablierung der U. maydis – Mais Interaktion aufzuklären, wurde in dieser Studie eine Gruppe an Effektorproteinen untersucht und charakterisiert, die spezifisch an der Virulenz im Blatt oder der männlichen Blüte beteiligt sind (Schilling et al., 2014). Der hierbei identifizierte blattspezifische Effektor Um01690 (Small tumors in seedling 1, Sts1) wurde mit Hilfe des Hefe-Zwei-Hybrid-Systems auf seine Interaktion mit potentiellen Maisproteinen untersucht. Es wurde eine Mais Carboxypeptidase als potentieler Interaktor identifiziert, welche möglicherweise eine Rolle in der Regulation der pflanzlichen meristematischen Gewebe und des Wachstums spielt. In einem zweiten Teil dieser Arbeit wurde die gewebe- und zelltypspezifische Interaktion von U. maydis und dem Mais Blattgewebe untersucht. Histologische Untersuchungen der Zellanatomie während der Tumorinduktion haben hierbei zum Verständnis der Entwicklung von Blatttumoren beigetragen und den Einfluss von U. maydis auf Mesophyll und Bündelscheidezellen identifiziert. Die Interaktion von Pilz und Pflanze wurde hierbei auf die physiologischen bis hin zu subzellulären Veränderungen während des Tumorwachstums untersucht. DNA Syntheseuntersuchungen in Wirtszellen haben hierbei zur genauen Charakterisierung des Ursprungs und der Entwicklung von hyperplastischen (aus den Bündelscheidezellen resultierenden) und hypertrophen (aus dem Mesophyll resultierenden) Tumorzellen beigetragen. Zusätzlich wurde der vorher beschriebene Effektor See1 (Redkar et al., 2014) als erster zelltypspezifischer Effektor in der Blatttumorinduktion in der U. maydis – Mais Interaktion identifiziert. Mit Hilfe einer zelltypspezifischen Genexpressionsanalyse (laser capture microdissection) wurden individuell exprimierte pilzliche Effektorproteine in beiden Tumorzelltypen identifiziert.
Physical Description:187 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2017.0074