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Titelaufnahme

Titel
Reconstruction and functional validation of Fusarium-induced wheat genes / eingereicht von: Peter Jeremy-James
VerfasserPeter, Jeremy-James
GutachterSchweiger, Wolfgang
Erschienen2014
Umfang[ca. 106] Bl. : Ill., graph.Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)VIGS Weizen Fusarium Ährenfusariose PR WIR Gene-Silencing FHB F.graminearum Resistenzzüchtung
Schlagwörter (EN)VIGS Wheat Fusarium Head Blight PR WIR Gene-Silencing FHB F.graminearum Virus induced gene silencing resistance breeding
Schlagwörter (GND)Winterweizen / Fusarium / Resistenzgen / Geninaktivierung / Viren
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-5170 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Reconstruction and functional validation of Fusarium-induced wheat genes [6.35 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

VIGS (virus induced gene silencing) hat als Methode gezielt einzelne Gene auf deren Funktion zu testen in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Das Ziel dieser Masterarbeit war diese Methode zu etablieren, um den Beitrag von zwei Weizen-Kandidatengenen zur Gesamtresistenz gegen Ährenfusariose in der resistenten Weizenlinie CM-82036 zu evaluieren. Die hauptsächlich durch den pathogenen Pilz Fusarium graminearum (teleomorph: Giberella zeae) verursachte Krankheit ist in den gemäßigten Klimagebieten eine der wichtigsten Pflanzenkrankheiten, und führt neben starken Ertragsverlusten auch zur Kontamination des Ernteguts mit Mykotoxinen. Zwei Gene, die Aufgrund ihrer starken Aktivität in der befallenen Pflanze aufgefallen sind, gehören zu den Klassen der PR- und WIR-Gene. Um diese zu testen, wurden Teile dieser Gene in das Genom des Gerstenstreifenmosaik-Virus (BSMV-Virus) integriert um damit die pflanzeneigene RNA-Degradierungsmaschinerie zu induzieren. Der Ablauf eines VIGS-Zyklus besteht im Wesentlichen aus drei Schritten: (1) die Modifizierung des Virus, (2) der Infektion der Pflanze mit dem modifizierten Virus, und (3) der Induktion der Expression des Zielgens um den „silencing“-Effekt am veränderten Phänotyp messen zu können. In unserem Fall war dies die erfolgreiche Infektion der Weizenähre mit Fusarium graminearum. Das so hervorgerufene Silencing führte bei beiden Kandidaten-Genen zu einer signifikant rascheren Ausbreitung von Krankheitssymptomen, wodurch eine Funktion beider Gene in der Resistenzreaktion von Weizen gegenüber Fusarium sehr wahrscheinlich erscheint.

Zusammenfassung (Englisch)

In recent years VIGS (virus induced gene silencing) has become an important tool to analyse the function of specific genes, especially in monocots. The aim of this thesis was to help to establish the VIGS-system and validate the contribution of two wheat defense genes to resistance against Fusarium head blight (FHB) in the highly resistant wheat cultivar CM-82036. FHB caused by the plant pathogenic fungus Fusarium graminearum (teleomorph: Giberella zeae) is one of the most important cereal diseases in temperate regions, resulting in considerable yield losses and the contamination of the grain with mycotoxins. Two genes, which possibly play a role in resistance to FHB according to gene-expression data following F. graminearum infection, were therefore chosen as candidate genes. These belong to the PR (pathogenesis-related) and WIR (wheat-induced resistance) gene-families. The concept of VIGS relies on the genetically engineered barley stripe mosaic virus (BSMV) triggering the hosts sequence-specific RNA degradation system. The method involves three steps: (1) engineering the transgenic virus, (2) infection of the host wheat plant with the modified BSMV and (3) inducing the expression of the candidate gene of interest, by inoculation with F. graminearum spores at anthesis. Effective silencing of both of our candidate genes led to significantly increased disease symptoms, suggesting a functional role for these genes in Fusarium defence of wheat.