Szignálátvitelhez kapcsolódó gének izolálása Gibberella fujikuroiból
Title in English
Clonong of genes connected to signal transduction of Gibberella fujikuroi
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
Plant Protection Institute, Microbiological and Environmental Toxicology Group (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences)
Participants
Dobolyi, Csaba Keszthelyi, Anita Oláh, Brigitta
Starting date
2004-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
6.708
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Összefoglalás
A gomba MAP (mitogén aktivált protein) kináz gének szekvenciaelemzésével a szerzők új alcsoport-specifikus YSAPK és YERK MAP kináz motívumokat azonosítottak és PCR-alapú klónozási rendszert dolgoztak ki a fonalas gombák körében. Meghatározták a Fusarium proliferatum két MAP kináz génje (Fphog1 és Fpmk2) genomi szekvenciáját. Az YSAPK alcsoportba tartozó ∆Fphog1 mutáns funkcionális vizsgálata és komplementálása igazolta a gén abiotikus stressztoleranciában (hő-, só-, ozmotikus, UV-C és hidrogén-peroxid stressz) betöltött fontos szerepét. A só- és ozmotikus stressz esetében a szerzők igazolták, hogy az Fphog1 gén a programozott sejthalál (PCD) negatív regulátora. A rendelkezésre álló adatok szerint ez az első közlemény a HOG-típusú MAP kinázok apoptózisban játszott szerepéről. A só- ill. ozmotikus stressznek kitett ∆Fphog1 mutáns micéliumsejtekben négy ismert apoptózis marker fokozott jelenlétét azonosították: aktív oxigénformák képződése, mitokondriális membránpotenciál változása, sejtmagok dezintegrációja és a DNS fragmentációja. A Fusarium verticillioides YERK2 alcsoportba tartozó ∆Fvmk2 MAPK mutánsa fokozott szenzitivitást mutatott a sejtfal dezintegrációját kiváltó anyagokkal (kongó vörös, SDS) szemben. A mutáns szenzitívebb volt az alkohol- és formamid-kezeléssel szemben is.
A gomba apoptózis modell illetve az Fvmk2 MAPK gén alkohol- és formamid-toleranciában játszott szerepe gyakorlati felhasználási lehetőségeket kínál a jövőben.
Results in English
Based on multiple sequence alignment of fungal mitogen activated protein kinase (MAPK) genes, new YSAPK and YERK MAPK subgroup specific motifs were identified within filamentous species. Using this approach, a nested PCR-based cloning strategy was developed to clone genomic sequences of two MAP kinase genes (Fphog1 and Fpmk2) from Fusarium proliferatum. Functional analysis and complementation of three independent ∆Fphog1 mutants verified the fundamental role of this MAPK gene in multiple abiotic stress tolerance (heat, salt, osmotic, UV-C and hydrogen peroxide stresses). Detailed analysis of the effect of salt (NaCl) and osmotic (sorbitol) stressors identified Fphog1 gene as a negative regulator of programmed cell death (PCD). According to our knowledge this is the first report on the role of a HOG-type MAPK gene in the regulation of apoptosis. Four apoptosis markers were detected in mycelial cells of ∆Fphog1 mutant strain: increased level of active oxygen species (AOS), changes in mitochondrial membrane potential, nuclear disintegration and DNA fragmentation. The ∆Fvmk2 mutant of F. verticillioides showed increased sensitivity to treatments with cell wall disintegrating compounds such as SDS and congo red. This mutant was also sensitive to ethanol and formamide treatments.
The fungal apoptosis model and the role of Fvmk2 MAPK in alcohol and formamide tolerance offer practical possibilities in the future.
Ádám, A.L., Kohut, G., Hornok L. (2005b): PCR-based strategies for subgroup-specific cloning of MAP kinase genes from filamentous fungi., 1st Central European Forum for Microbiology (CEFORM), October 26-28, 2005, Keszthely, Hungary. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica, 52(S), 1-2., 2005
Ádám, A.L. Kohut, G., Láday, M. (2005a): Identification of New Molecular Hallmarks for YSAPK MAPKs: Application for Cloning Strategies in Different Fungal Filamentous Species, Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 40, 233-249., 2005
Ádám, A.L., Kohut, G., Hornok, L. (2008): Cloning and characterization of a HOG-type MAP kinase encoding gene from Fusarium proliferatum., Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica, 43 (közlésre elfogadva), 2008
Ádám, A.L., Kohut, G., Hornok, L. (2008): Fphog1, a HOG-type MAP kinase gene, is involved in multistress response in Fusarium proliferatum, Journal of Basic Microbiology (közlésre elfogadva), 2008
