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Maize transcription factors as targets of Ustilago maydis effectors
Denise Seitner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Molekulare Biologie)
Betreuer*in
Armin Djamei
DOI
10.25365/thesis.61223
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17896.00810.983369-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Maisbeulenbrand wird durch den Pilz Ustilago maydis verursacht. Dieser Pilz befällt alle oberirdischen Teile einer der wichtigsten Getreidepflanzen der Welt, der Maispflanze. U. maydis kolonisiert das Pflanzengewebe und führt zu Gallenbildung. Für die erfolgreiche Besiedelung und Manipulation der Wirtspflanze sekretiert der Pilz spezialisierte Proteine – sogenannte Effektoren. Diese Pro- teine fungieren als Werkzeuge des Pilzes um Immunreaktionen der Pflanze zu unterdrücken, Nährstoffe in Richtung des Pilzes umzuleiten und die Gallen- bildung zu initiieren. Das Genom von U. maydis kodiert für hunderte potentielle Effektoren. In dieser Dissertation wird einer dieser mit pflanzlichen KNOX Transkriptionsfaktoren interagierenden Effektoren behandelt – Kxe1 (KNOX interacting effector 1).
Kxe1 wird während der biotrophen Phase der Infektion transkriptionell hochreguliert und von der Pilzhyphe sekretiert. Der Effektor wird wahrscheinlich durch einen noch unbekannten Mechanismus in die Pflanzenzelle aufgenommen. Bei gemeinsamer Expression der beiden Proteine in N. benthamiana und Mais interagiert Kxe1 und lokalisiert gemeinsam mit KNOX Transkriptionsfaktoren im Nucleus der Pflanzenzelle. KNOX Transkriptionsfaktoren sind, wahrscheinlich durch die Aktivität anderer Effektoren des Pilzes in infiziertem Pflanzengewebe, hochreguliert. Kxe1 beeinflusst die Expressionslevel von mindestens zwei Zielgenen von KNOX Transkriptionsfaktoren: PAL1 und Ga2ox1. Dadurch könnten Zelldifferenzierungsvorgänge und der Ligningehalt in infiziertem Gewebe beeinflusst werden. Möglicherweise wird durch die In- teraktion von Kxe1 mit KNOX der Hormonstatus von meristematischem Gewebe imitiert. Dies wiederum könnte zur Gallenbildung beitragen. Kxe1 wirkt wahrscheinlich durch Stabilisierung von KNOX Transkriptionsfaktoren. Der Effektor stört nicht die Interaktion von BELL Proteinen, die nativen Inter- aktionspartner von KNOX, mit den Transkriptionsfaktoren.
Abstract
(Englisch)
Corn smut disease is caused by a fungus called Ustilago maydis. The fungus infects all aboveground parts of maize, one of the most important crops worldwide. U. maydis colonises the plant tissue and ultimately induces gall formation. To successfully colonise and manipulate the plant, U. maydis secretes specialized proteins, known as effectors. These proteins act as the tools of the fungus to suppress plant defence responses, redirect nutrients towards the fungus and stimulate gall development. The genome of U. maydis encodes hundreds of putative effector genes. This thesis describes one of these effectors – Kxe1 (KNOX interacting effector 1), which interacts with KNOX transcription factors from maize.
Kxe1 is upregulated during biotrophy and is secreted from the fungal hyphae. I postulate that Kxe1 translocates to the plant cell by a yet unknown mechanism. The effector co-localises and interacts with KNOX transcription factors in the plant nucleus upon transient co-expression in N. benthamiana and upon biolostic bombardment of maize. These transcription factors are upregulated in infected leave tissue, probably due to the activity of other U. maydis effectors. Kxe1 influences expression levels of at least two KNOX downstream target genes: PAL1 and Ga2ox1 and might influence cell differentiation processes and lignin content in infected tissue. This possibly leads to a mimicking of the hormone status of meristem tissue and thereby contributing to gall formation. Kxe1 might act by stabilising KNOX transcription factors and the effector does not disrupt the binding to the native interaction partners of KNOX transcription factors, the BELL proteins.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Ustilago maydis Zea mays Maize Transcription factors Effectors KNOX
Schlagwörter
(Deutsch)
Ustilago maydis Zea mays Mais Transkriptionsfaktoren Effektoren KNOX
Autor*innen
Denise Seitner
Haupttitel (Englisch)
Maize transcription factors as targets of Ustilago maydis effectors
Paralleltitel (Deutsch)
Transkriptionsfaktoren von Mais als Ziele von Ustilago maydis Effektoren
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
132
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Daniel Hofius ,
Markus Teige
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC15608093
Utheses ID
54091
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |