dc.contributor.advisor | Braus, Gerhard Prof. Dr. | |
dc.contributor.author | Hoppenau, Clara Elisabeth | |
dc.date.accessioned | 2014-02-17T09:15:54Z | |
dc.date.available | 2014-02-17T09:15:54Z | |
dc.date.issued | 2014-02-17 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5E28-8 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-4355 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-4355 | |
dc.description.abstract | Die bodenbürtigen, pflanzenpathogenen Pilze der Verticillium Familie sind über die ganze Welt verteilt. Bislang gibt es keine Fungiszide, die einen Befall der Wirtspflanzen verhindern können. Auf infizierten Feldern ist dem Pilz für viele Jahre ein Überleben im Boden in sogenannten Dauerformen (Mikrosklerotien, melanisierte Hyphen) möglich. Auch nach langer Zeit können diese auskeimen und der Pilz dann die Wirtspflanzen befallen, was ihn zu einem wirtschaftlichen Problem macht. Die Infektion der Wirtspflanzen erfolgt durch die Wurzeln; und nachdem der Pilz in die Xylemgefäße der Pflanze eingedrungen ist, wächst er innerhalb dieser vasculären Leitungsbahnen. Die infizierten Pflanzen zeigen Infektionssymptome wie frühzeitige Chlorose der Blätter, absterbendes Gewebe sowie verfärbte Gefäße in Stamm und Wurzel. Für die Landwirtschaft ist die Erforschung der Interaktionen zwischen Pflanzen und dem pathogenene Pliz von großer Bedeutung um mögliche Angriffspunkte zur Pilzbekämpfung zu finden. Diese Arbeit fokussiert sich auf zwei spezifische Gene in Verticillium dahliae, die für die Pathogenität des Pilzes eine Rolle spielen. Des Weiteren wurde die GenRegulation in Verticillium longisporum durch Analyse eines Transkriptoms untersucht. Die Studie hat zum Ziel die hohe Anpassung des Pilzes an die Bedingungen innerhalb des vaskulären Systems der Wirtspflanze zu zeigen, in dem dem saprophytischen Pilz nur eine limitierten Menge an Nährstoffe zugänglich ist. Das untersuchte V. dahliae Protein VdThi4 ist Teil der Thiamin Biosynthese (Vitamin B1). Dieses Mitochondriell lokalisierte Protein ist mit seinen weiteren Funtktionen in den DNA Reparaturmechanismus und die zelluläre Antwort auf oxidativen Stress (induziert durch ROS) eingebunden. Das Fehlen des Proteins führt im Pilz zum Verlust der pathogenen Eigenschaften auf der Wirtspflanze Solanum lycopersicum. Neben Proteinen wichtiger Stoffwechselwege spielen sekretierte Proteine eine große Rolle bei der Wirtsinfektion. Solche Proteine sind der Erste Kontakt zwischen Pathogen und Wirt und werden von beiden Seiten abgesondert. Infektionsversuche an S. lycopersicum zeigten, dass der Pilz das membrangebundene V. dahliae Protein VdPa14_2 für die Wirtspflanzeninfektion benötigt. Dieses Protein scheint die Resistenz gegen oxidativen Stress in der Zelle zu verringern in der Synthese schwarzen Melanins involviert zu sein. Für die Infektion von Wirtspflanzen und die Pathogenität benötigt V. dahliae viele verschiedene Proteine aus verschiedenen Stoffwechelwegen, wie die analysierten Proteine VdThi4 und VdPa14_2, die in der Zelle verschiedene Funktionen haben, aber beide für die Pathogenität des Pilzes benötigt werden. Um ein umfassenderes Bild der Interaktion zwischen Pilz und Pflanze zu bekommen, wurde die Genregulation in V. longisporum untersucht. Hierfür wurde ein Transkriptom erstellt. Es wurden sowohl die spezifisch- als auch die gleich-regulierten Transkripte während der in situ Kultivierung des Pilzes in XylemSaft aus Brassica napus, sowie der in vitro Kultivierung in simuliertem Xylem medium (SXM) untersucht. Beide Medien stellten sich während der Analyse als grundverschieden heraus. Das SXM stellt hingegen früherer Annahmen keine Simmulation der in vivo Konditionen innerhalb des vaskulären Systems einer Pflanze dar. | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | |
dc.subject.ddc | 570 | de |
dc.title | Characterization of the pathogenicity relevant genes THI4 and PA14_2 in Verticillium dahliae | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.contributor.referee | Braus, Gerhard Prof. Dr. | |
dc.date.examination | 2013-12-04 | |
dc.description.abstracteng | Verticillium is a soil-borne plant pathogen including species that are distributed all over the word. Up to now no fungicides could avoid an infection on host plants. In resting structures, (microscrlerotia, melanized hyphae) the fungus can survive for many years in the soil of infected fields and even after a long period they can germinate and the fungus can infect host plants. This made Verticillium species to become an economical problem. The infection occurs through the roots, and after entering the xylem vessels of the plant, the fungus grows only inside this vascular system. On infected plants, the fungus can cause symptoms like premature foliar chlorosis, necrosis and vascular discoloration in stems and roots. That is why investigations on plant-pathogen interactions have a high impact for agriculture, and finding putative points of attack on the fungus are important research goals. This thesis is focused on two genes that are relevant for pathogenicity in Verticillium dahliae and focused on the transcriptome of Verticillium longisporum. The aim is to analyze the adaption of the fungus to the life inside the central cylinder in the xylemsap where the saprotrophic fungus has only access to a limited number of nutrients. The investigated V. dahliae VdThi4 protein, is involved in the essential pathway of thiamine biosynthesis. This mitochondrial localized protein has additional functions in DNA repair and the response induced by reactive oxygen species (ROS). Lacking VdThi4 leads to impaired plant pathogenicity of the fungus on Solanum lycopersicum host plants. Besides proteins of essential biosynthetic pathways, secreted proteins are important for the infection process. They are the first contact of a pathogen with the host and are released by both organisms. Therefore, functions of VdPa14_2 as a membrane-bound protein are described in the second part of this work. Infection assays revealed the protein to be required for infection of S. lycopersicum plants. VdPa14_2 seems to decrease the resistance against oxidative stress and to be involved in the synthesis of black colored melanin. In V. dahliae lots of different proteins form several pathways are required for the infection host plants and for being pathogenic. Two of them are the analyzed VdThi4 and VdPa14_2, which have different functions in the cell, but are both needed by the fungus for pathogenicity. For a more comprehensive view of the plant-fungus interaction, gene regulation in V. longisporum has been analyzed in a transcriptomic approach. In detail, specific up- and coreregulated transcripts have been reviewed during in situ growth in B. napus xylemsap and in vitro growth in simulated xylem medium (SXM). The transcriptomic approach revealed that gene expression of xylem-sap and SXM grown fungus are highly different. Therefore SXM does not reflect the nutritional conditions of the in vivo vascular fluid inside host plants. | de |
dc.contributor.coReferee | Kües, Ursula Prof. Dr. | |
dc.subject.eng | Verticillium dahliae | de |
dc.subject.eng | THI4 | de |
dc.subject.eng | PA14_2 | de |
dc.subject.eng | pathogenicity | de |
dc.subject.eng | Verticillium longisporum | de |
dc.subject.eng | transcriptomics | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5E28-8-5 | |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät für Biologie und Psychologie | de |
dc.subject.gokfull | Biologie (PPN619462639) | de |
dc.identifier.ppn | 778633586 | |