Lisztharmat indukálta génexpresszió szőlőben  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
77867
típus K
Vezető kutató Kiss Erzsébet
magyar cím Lisztharmat indukálta génexpresszió szőlőben
Angol cím Powdery mildew induced gene expression in grapevine
magyar kulcsszavak Lisztharmat, génexpresszió, ATAF1 gén, promoter, Arabidopsis, szőlő
angol kulcsszavak Powdery mildew, gene expression, ATAF1 gene, promoter, Arabidopsis, grapevine
megadott besorolás
Sejtgenetika (Orvosi és Biológiai Tudományok)50 %
Ortelius tudományág: Növénygenetika
Kertészet (Komplex Környezettudományi Kollégium)25 %
Növénykórtan, molekuláris növénykórtan (Komplex Környezettudományi Kollégium)25 %
zsűri Növénytermesztés, állattenyésztés
Kutatóhely Genetika és Biotechnológiai Intézet (Szent István Egyetem)
résztvevők Debreceni Diána
Kovács László
Oláh Róbert
Szabó Zoltán
Szoke Antal
projekt kezdete 2009-04-01
projekt vége 2013-10-31
aktuális összeg (MFt) 31.223
FTE (kutatóév egyenérték) 7.83
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A lisztharmat (Erysiphe necator) a szőlő legnagyobb gazdasági kárt okozó gombás betegsége. Új kutatási eredmények bizonyították, hogy a lisztharmat fertőzés sok gén expresszióját módosítja a szőlőben (Vitis vinifera cv. Cabernet sauvignon), miközben a szalicilsav (SA) szintje is megemelkedik a levelekben. A legtöbb, lisztharmat-fertőzésre reagáló gén indukálható szalicilsavval a patogén távollétében is, de vannak olyanok is, amelyeknek az expressziója csak szalicilsavra nem változik. Ilyen SA-ra nem reagáló gén az ATAF1, amelynek ortológjáról árpában bizonyították, hogy szerepet játszik a lisztharmat penetráció rezisztenciában. Ez arra utal, hogy a liszharmat olyan jelátviteli utakat aktivál a növényben, amelyek függetelenek a központi SA közvetítette védekezési folyamatoktól. A kutatás célja annak tisztázása, hogy a növényi génexpressziót hogyan szabályozza a lisztharmat fertőzés, mi a szerepe az ATAF1 promoternek a SA-közvetítette védekezési folyamatokban. Ezt SA-közvetítette jelátvitelben defektív Arabidopsis növényekben vizsgáljuk. A szőlő ATAF1 promoter deléciós vonalait is előállítjuk, hogy a védekezéssel kapcsolatos stimulusokra reagáló régiókat azonosíthassuk. Ezeket a régiókat elektroforetikus mobilitás eltolódás módszerrel tovább vizsgáljuk. Az ATAF1 gént túlexpresszáló és nem expresszáló (géncsendesített) Vitis vinifera növényeket állítunk elő, hogy megfigyeljük, a csökkenett, illetve megnövelt ATAF transzkriptum szint hatással van-e a szőlő lisztharmat rezisztenciájára. Azt is megvizsgáljuk, hogy a szőlő ATAF1 képes-e az Arabidopsis ataf1 komplementációjára, amihez mind cDNS-t, mind pedig genomi ATAF klónt alkalmazunk.
angol összefoglaló
Recently it was demonstrated that PM infection modulates the expression of a large number of grapevine genes and, concomitantly, increases the salicylic acid (SA) levels in grape leaves. Most PM-responsive grape genes could be triggered by an increase in endogenous SA levels in the absence of the pathogen, but some other PM-responsive genes cannot be modulated by elevated SA levels alone. One such non-SA-responsive genes is ATAF1, the ortholog of which has already been implicated in PM penetration resistance in barley. This suggests that PM also activates plant signaling pathways that are distinct from the central SA-mediated defense pathway. The purpose of the research is to understand how plant gene expression is regulated in response to PM infection especially concentrating on the role and regulation of the ATAF1 promoter in SA-mediated defense processes. This will be accomplished by testing if the functioning of the grapevine ATAF1 gene promoter is altered in Arabidopsis plants that are defective in SA-mediated signal transduction. We will also create deletion variants of the promoter to identify regions that are responsive to the various defense-related stimuli. Promoter regions of interest will be further investigated using electrophoretic moblilty shift assays. Further, we will engineer transgenic V. vinifera plants that silence or over-express the ATAF1 gene to determine if lowered or elevated ATAF transcript levels alters grapevine’s resistance to PM. Finally, we test if the grape ATAF1 can complement an Arabidopsis ataf1 mutant, using both cDNA and genomic ATAF clone.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Az obligát biotróf patogének összetett védekezési reakciót váltanak ki a fogékony gazdanövényben. A lisztharmat gomba fertőzés hatására szalicilsav halmozódik fel a szőlő (Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon) levél szöveteiben, ami arra enged következtetni, hogy a szalicilsav része a növény védekezési rendszerének. Microarray módszerrel összehasonlítottuk 3000 gén expressziójának lisztharmat és szalicilsav hatására történő változását, és azt tapasztaltuk, hogy a legtöbb gén hasonlóan reagált mindkét kezelésre. Néhány stressz-függő gén expressziója, köztük a a NAC transzkripciós faktort kódoló géné is azonban, csak a patogén jelenlétében emelkedett, szalicilsav kezelésre nem reagált. Ennek alapján feltételezhető, hogy a szalicilsav nem szükséges, vagy szükséges, de önmagában nem elegendő a NAC transzkripciós faktor gén indukálásához. A NAC működésének meghatározása céljából izoláltuk a gén promóter régióját, amelyet összekapcsoltunk a GUS riporter génnel. A konstrukcióval egy vad és két, a szalicilsav-jelátviteli rendszerben gátolt Arabidopsis típust transzformáltunk. Mindhárom típusú transzgénikus vonal GUS alapexpressziót mutatott, viszont Golovinomyces orontii és Oidium neolycopersici fertőzést követően a GUS expressziója szalicilsav szignál-átvitelben blokkolt növényekben is megnövekedett a kontrollhoz képest, ami azt jelenti, hogy a NAC transzkripciós faktor lisztharmat hatására bekövetkező expressziós változása független a szalicilsav-jelátviteli rendszertől.
kutatási eredmények (angolul)
The obligate biotroph pathogens trigger a complex defense reaction in susceptible host plants. Powdery mildew (PM) infection induces salicylic acid (SA) accumulation in grape (Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon) leaf tissues, which suggests that salicylic acid may play a role in the plant defense system. We compared the expression changes of 3000 genes triggered by powdery mildew and salicylic acid using microarray, and observed that most of the genes reacted in the same way to both treatments. However the expression of some stress-dependent genes, such as NAC transcription factor gene increased only in the presence of PM, and not on the effect of SA treatment. Based on the results we can presume that salicylic acid is not required, or required but insufficient by itself to induce the NAC transcription factor gene expression. To analyze the NAC regulation we isolated the promoter region of the gene, phused to GUS reporter gene and transferred into a wild and two mutant Arabidopsis types. The mutants are defective in salicylic acid-mediated signal transduction. All three transgenic lines showed a basic expression of GUS, but following the Golovinomyces orontii and Oidium neolycopersici infection a high increase of GUS expression could be observed even in the salicylic acid deficient plants compared to the control, which suggests that powdery mildew-mediated regulation of NAC transcription factor is independent of salicylic acid signal transduction.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=77867
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Lacombe T., Audeguin L., Roselli M., Bucchetti B., Cabello F., Chatelet P., Crespan M., Onofrio C.D., Eiras Dias J., Ercisli S., Gardiman M., Grando M.S., Imazio S., Jandurova O., Jung A., Kiss E., Kozma P., Maul E., Maghradze D., Martinez M.C., Munoz G., Pátková J.K., Pejic I., Peterlunger E., Pitsoli D., Preiner D., Raimondi S., Regner F., Savin G., Savvides S., Schneider A., Spring J.L., Szőke A., Veres A., Boursiquot J.M., Bacilieri R., This P.: Grapevine European Catalogue: Towards a Comprehensive List., Vitis 50: 65-68., 2011
Katula-Debreceni D., Lencsés A.K, Szőke A., Veres A., Hoffmann S., Kozma P., Kovács L.G., Heszky L., Kiss E.: Marker-assisted selection for two dominant powdery mildew resistance genes introgressed into a hybrid grape family., Scientia Horticulturae 126: 448–453., 2010
Tóth Zs., Kiss E., Kovács L. : The ANAC042 transcription factor gene is responsive to powdery mildew infection in Arabidopsis thaliana. , Hungarian Agricultural Research 2: 22-26., 2014
Tóth Zs., Kiss E. : Regulation of JUB1 transcription factor in Arabidopsis by the fungus, Oidium neolycopersici., Columella: Journal of Agricultural and Environmental Sciences 2:(2) 39-48., 2015
Tóth Zs., Kiss E., Kovács L. : NAC transcription factors as key regulators in stress responses. , IN: Shao-Hua Li, Archbold D., Londo J. (szerk.) Acta Horticulturae: Proceedings of the eleventh international conference on grapevine breeding and genetics (1082. kötet), 402 p. Bejing, Kína, 2014. július 29.-augusztus 2. pp. 293-298., 2015
Tóth Zs., Kiss E. : Növényi transzkripciós faktor gének szerepe az abiotikus és biotikus stressz-tûrésben. , Kertgazdaság 47:(4) pp 57-64., 2015
Tóth Zs., Kiss E. : Az ANAC042 patogén-függõ gén antagonista interakciót vált ki a növény biotróf és nekrotróf gombákkal szembeni védekezésben. , IN: Veisz O. (szerk.) XXI. Növénynemesítési Tudományos Napok: Összefoglalók. 155 p. Martonvásár, Magyarország, 2015. március 11-12. pp. 129., 2015
Makovecz-Tóth Zs., Winterhagen P., Kalapos B., Su Y., Kovacs L., Kiss E. : Expression of a grapevine NAC transcription factor gene is induced in response to powdery mildew colonization in a salicylic acid-independent manner. , X. International symposium on grapevine physiology and biotechnology. Book of Abstracts. 262 p. Verona, Olaszország, 2016. június 13-18. pp 218., 2016
Tóth Zs., Kovács L., Kiss E. : Promoter analysis of a grapevine NAC transcription factor gene in response to powdery mildew. , X. International symposium on grapevine physiology and biotechnology. Book of Abstracts. Verona, Olaszország, 2016. június 13-18. pp 223., 2016
Tóth Zs., Kiss E., Kovács L. : Lisztharmat (Erysiphe necator) indukálta génexpresszió fogékony szõlõben. , "GENETIKAI MÛHELYEK MAGYARORSZÁGON" XII. Minikonferencia, Szeged, Magyarország, 2015. szeptember 4., 2015
Tóth Zs., Kiss E., Kovács L. : Lisztharmat indukálta génexpresszió fogékony szõlõ fajtában. , Fiatal Biotechnológusok II. Országos Konferenciája, Gödöllõ, Magyarország 2016. március 21-22. p.49., 2016
Tóth Zs., Winterhagen P., Kalapos B., Su Y., Kovacs L., Kiss E. : Expression of a grapevine NAC transcription factor gene is induced in response to powdery mildew colonization in a salicylic acid-independent manner. , Scientific Reports 6:30825 , 2016
Makovecz-Tóth Zsófia : Powdery mildew - induced gene expression in a susceptible grapevine – the role of a novel grape NACtranscription factor in response to infection, , 2016
Novák E., Oláh R., Kovács L., Winterhagen, P., Kiss E.: Szőlőlisztharmattal szembeni ellenállóság kialakítása géncsendesítéssel., Lippay János – Ormos Imre - Vas Károly Tudományos Ülésszak, Budapest. P: 290-291., 2009
Novák E., Oláh R., Pedryc A., Howard S. F., Kovács L .G.: Embriogén kultúrák indítása szőlő portokokon, Kertgazdaság, 42(2), 77-80., 2010
Novák E., Oláh R., Kovács L., Winterhagen, P. és Kiss E.: Szőlőlisztharmat rezisztencia tanulmányozása genetikai transzformációval., XVI. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest. P: 108., 2010
Novák E., Forgács I., Oláh R., Kovács L., Winterhageen P., Kiss E.: RNS interferencián alapuló géncsendesítés vizsgálata szőlőnövényben, XII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest. P: 82., 2010
Tóth Zs.: Transcriptional regulation of a powdery mildew inducible gene in grapevine., MSc Thesis, Missouri State University, Springfield, MO, USA, 2011
Tóth Zs., Winterhagen P., Szőke A., Kiss E., Kovacs L.: Lisztharmat indukálta génexpresszió szőlőben., XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok Összefoglalók. Poszter, p. 129. MTA Székháza, Budapest, 2012. március 6. ISBN: 978-963-8351-38-8, 2012
Tóth Zs., Winterhagen, P., Szabó Z., Higgins, A., Szőke A., Kiss E., Kovács L.: Transcriptional regulation of a powdery mildew inducible gene in grapevine., 19th EUCARPIA General Congress, 21-24 May 2012 Budapest, Hungary. Conference Abstract, p. 411. ISBN: 978-963-8351-39-5, 2012
Tóth Zs., Kiss E.: A lisztharmat és a fogékony szőlő közötti molekuáris kapcsolat., Gazdálkodás és Menedzsment Tudományos Konferencia, „Környezettudatos gazdálkodás és menedzsment” I. kötet, 183-187. Kecskeméti Főiskola, Kecskemét, 2013. szeptember 05. I, 2013
Tóth Zs., Kovács L., Szőke A., Kiss E.: A NAC transzkripciós faktor szövetspecifikus expressziója, XIX. Növénynemesítési Tudományos Napok Összefoglalók. Poszter, p. 146. Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Keszthely, 2013. március 7. ISBN: 978-963-9639-50-8., 2013
Tóth Zs., Kovács L., Kiss E.: A NAC transzkripciós faktor szerepe a lisztharmat elleni védekezésben, XX. Növénynemesítési Tudományos Nap, 2014





 

Projekt eseményei

 
2010-08-19 13:29:48
Résztvevők változása




vissza »