Multidimensional interplay between Xanthomonas oryzae TALEs and the rice genome

verfasst von

René Pascal Grove

betreut von

Jens Boch

Abstract

Reis ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen der Menschheit. Xanthomonas oryzae (Xo) befällt Reis und kann zu hohen Ertragseinbußen führen. Ein besseres Verständnis des Zusammenspiels zwischen beiden ist von großer Bedeutung für die Schaffung resistenter Nutzpflanzen und die Sicherung der menschlichen Ernährung. Da es in der Natur zu ständigen Anpassungen zwischen Wirt und Erreger kommt, ist eine ständige Bewertung des Waffenarsenals des Erregers erforderlich. Die Virulenz vieler Xanthomonas- Stämme beruht auf der Sekretion von Transkriptionsaktivator-ähnlichen Effektoren (TALEs). Sie werden durch ein Typ-III-Sekretionssystem direkt in pflanzliche Wirtszellen sekretiert, was zur Transkription von Zielgenen in den Pflanzenzellen führt und so die Vermehrung von Xanthomonas während der Infektion fördert. Um das TALE-Arsenal in Xo zu entschlüsseln, wurde die Nanopore- Sequenzierung genutzt. Zu diesem Zweck wurde eine Methode zur Reinigung von hochmolekularer genomischer DNA aus Xo unter Verwendung magnetischer Nanopartikel entwickelt. Sie ermöglichte den Zusammenbau des Genoms des Xoo-Stammes PXO35, was zuvor aufgrund der langen repetitiven TALE- Gencluster nicht möglich war. Die Genomdaten dieses Stammes zeigten die Beteiligung von Insertionssequenzen (IS) an der Evolution von TALE-Clustern. Um TALE-induzierte Reisgene zu identifizieren, wurde eine zeitaufgelöste Expressionsanalyse der TALE-Zielgene von Xo durchgeführt. Dabei wurden unterschiedliche Expressionscharakteristika für verschiedene TALE-Zielgene festgestellt. Ein bestimmtes Zielgen, OsPHO1;3, ein Phosphatexporter aus der SPX-EXS-Domäne-enthaltenden Proteinfamilie, wurde eingehender analysiert. Es wird durch TalAO aus den asiatischen Xoo induziert und spielt nachweislich eine entscheidende Rolle für die Infektion von Xoo auf phosphatarmem Reis. Diese Arbeit hat das Verständnis der Interaktion zwischen Xo und Reis auf genetischer und molekularer Ebene vorangebracht und den Weg für neue Forschungsmöglichkeiten im Bereich der Nutzpflanzenverbesserung und Krankheitsresistenz geebnet.

Organisationseinheit(en)

Abteilung Pflanzenbiotechnologie

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

121

Publikationsdatum

26.02.2025

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Ziele für nachhaltige Entwicklung

SDG 3 – Gute Gesundheit und Wohlergehen

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/18592 (Zugang: Offen)