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Titelaufnahme

Titel
Transcription profiling in hexaploid wheat for identification of candidate genes contributing to resistance to Fusarium head blight by cDNA-AFLP method / by Katharina Schießl
VerfasserSchießl, Katharina
GutachterBürstmayr, Hermann
Erschienen2010
UmfangV, 92, [14] Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Mit dt. Zsfassung
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Ährenfusariose, Triticum aestivum, Pflanze-Pathogen Interaction, Transcriptionsanalyse, cDNA-AFLP Methode, Resistenz
Schlagwörter (EN)Fusarium head blight, Triticum aestivum, plant-pathogen interaction, transcription profiling, cDNA-AFLP method, resistqance
Schlagwörter (GND)Weizen / Ährenkrankheit / Fusarium / Resistenzgen / cDNS / AFLP
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-7163 Persistent Identifier (URN)
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Transcription profiling in hexaploid wheat for identification of candidate genes contributing to resistance to Fusarium head blight by cDNA-AFLP method [2.03 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In diesem Projekt wurde die Fragestellung behandelt warum Weizenlinien anfällig bzw. resistent gegen den pathogenen Pilz Fusarium graminearum sind und welche Gene zur Resistenz gegen F. graminearum beitragen. Ziel dieser Diplomarbeit war es Genkandidaten zu identifizieren, die zwischen anfälligen und resistenten Weizenlinien unterschiedlich exprimiert werden. F. graminearum verursacht in anfälligen Sorten Ährenfusariose (Fusarium Head Blight, FHB). F. graminearum produziert das Mykotoxin Desoxynivalenol (DON), das zur Mykotoxinbelastung des Erntegutes führt. Zahlreiche ‚Quantitative Trait Loci (QTL) mit stärkerem oder schwächerem Einfluss auf die Resistenz gegen Ährenfusariose wurden mittels QTL-Kartierung in den letzten zehn Jahren identifiziert. In der Kartierungspopulation ‚CM82036 x ‚Remus wurden zwei QTL mit bedeutendem Einfluss auf die Resistenz gefunden: Qfhs.ifa-5A und Fhb1. In diesem Projekt wurden die Effekte der beiden QTL auf Genexpressionsebene im frühen Stadium der Pathogen-Weizen Interaktion untersucht, um mögliche Kandidatengene in diesen QTL zu identifizieren. Der anfällige und der resistente Elternteil, sowie zwei eng verwandte Geschwisterlinien aus der Kartierungspopulation ‚CM82036 x ‚Remus mit unterschiedlichen Resistenzausprägungen wurden einer Punktinokulation mit F. graminearum Makrokonidien oder Wasser unterzogen. Unterschiede in Genexpression zwischen den Inokulationsvarianten und zwischen den Genotypen wurden zu drei Zeitpunkten über den Zeitraum bis 72 Stunden nach Inokulation mittels cDNA-AFLP, einer gelbasierten Analysemethode, untersucht. ‚Transcript Derived Fragments (TDFs), welche nach F. graminearum Inokulation unterschiedlich exprimiert wurden und Unterschiede zwischen den Genotypen zeigten, wurden geklont und sequenziert. Unter den siebzig Gen-Kandidaten mit annotierter putativer Genfunktion befanden sich Rezeptoren, Protein-Kinasen und Transkriptionsfaktoren. Weiters waren ‚Pathogenesis releated Proteine wie PR-1 und PR-5 und eine Terpen Zyklase differentiell exprimiert. Genkandidaten aus diesem c-DNA-AFLP Experiment bilden die Basis für weitere Untersuchungen mittels funktioneller Genomik und zur Feinkartierung der Resistenz QTL.

Zusammenfassung (Englisch)

The fungal pathogen Fusarium graminearum infects wheat florets at anthesis and causes Fusarium head blight (FHB). Several quantitative trait loci (QTL) with major or minor effects on resistance to FHB have been characterised by QTL mapping. In a mapping population of ‘CM82036 x ‘Remus two QTL with major effects were identified. While Qfhs.ifa-5A on chromosome 5A is primarily associated with resistance to initial infection, Fhb1 on chromosome 3BS is associated with resistance to spread of the disease within the head and detoxification of the virulence factor deoxynivalenol (DON). By making use of the QTL mapping population, we aimed to characterise the effects of the two QTL at the gene expression level. Besides the parents, two closely related sister lines of the mapping population were subjected to point inoculation experiments and cDNA-AFLP fingerprinting. Sister line DH1 shows resistance and carries the resistant alleles on Fhb1 and Qfhs.ifa-5A, whereas line DH2 is susceptible and carries the susceptible alleles on both QTL. In addition, four near isogenic lines of the susceptible parent with resistant alleles on the QTL regions were included in the experiment. Transcript derived fragments that showed altered expression levels after Fusarium inoculation and differential expression between the genotypes were cloned and sequenced. Functional annotation of 70 differentially expressed sequence tags (ESTs) revealed gene candidates such as members of the serine/threonine protein kinase family, PR-1 protein, PR-5 protein, and a member of the terpene cyclase multigene family. In this comparative transcription profiling experiment, the question of what renders plants resistant or susceptible was addressed within the same genetic background. Furthermore, assignment of putative function to gene candidates may provide the foundation for further functional genomic studies and contribute to the elucidation of key mechanisms in this intriguing plantpathogen interaction.