Delece genu CpiaaH u fytopatogenní houby Claviceps purpurea

Eva MLYNARČÍKOVÁ

Bachelor's thesis

The deletion of the CpiaaH gene in the phytopathogenic fungus Claviceps purpurea

Abstract:

Claviceps purpurea, fytopatogenní houba z oddělení Ascomycota, parazituje na více než 400 jednoděložných rostlinách. Mezi její hostitelské rostliny patří i ekonomicky významné obiloviny jako žito, ječmen či pšenice. U napadených rostlin se tvoří tzv. námel, tj. černofialová sklerocia, která obsahují námelové alkaloidy. Pro patogenezi tohoto biotrofního parazita je charakteristická absence hypersenzitivní reakce hostitele a orgánová specifita infekce, kdy C. purpurea napadá výlučně mladé, většinou neoplozené semeníky. Předmětem této práce je studium genu CpiaaH kódující indolyl 3-acetamidhydrolasu (EC 3.5.1.4), enzym katalyzující druhou reakci indolyl 3 acetamidové dráhy biosyntézy auxinů, tj. konverzi indolyl 3 acetamidu (IAM) na kyselinu indolyl-3-octovou (IAA). V teoretické části práce byly shrnuty poznatky týkající se biologie C. purpurea a rostlinných hormonů u hub, zvláště auxinů. Byl rozebrán i výskyt a role dalších skupin rostlinných regulátorů, a to cytokininů, giberelinů, kyseliny abscisové, kyseliny salicylové, ethylenu a kyseliny jasmonové. Cílem experimentální části byla transformace C. purpurea 20.1 založená na strategii homologní rekombinace genu CpiaaH s kazetou nesoucí rezistenci na phleomycin. Po ověření primárních transformantů diagnostickou PCR a Southern blotem byl charakterizován fenotyp mutanta. Metodami TLC a HPLC/MS byly změřeny odlišnosti produkce auxinů u WT C. purpurea a mutanta s delecí genu CpiaaH.

Abstract:

The phytopathogenic fungus Claviceps purpurea of the division Ascomycota parasites on more then 400 monocots. Host plants include also economic important cereals such as rye, barley and wheat. In infected plants, late stage of infection is characteristic by forming of the ergot, dark-violet sclerotia containing ergot alkaloids. Characteristic features of the pathogenesis of this biotrophic parasite are an absence of the hypersensitive reaction in the host plant and the organ specificity when C. purpurea attacks exclusively young, usually unfertilized ovaries. The subject of this work is a study of CpiaaH gene coding an enzyme indole-3-acetamide hydrolase (EC 3.5.1.4) which catalyzes a conversion of indole-3-acetamide (IAM) to indole 3 acetic acid (IAA), the second reaction of IAM pathway of auxin biosynthesis. Current knowledge of biology of C. purpurea and phytohormones, especially auxins, were summarized in the theoretical part of this thesis. Occurence and functions of another groups of hormones in fungi, namely cytokinins, gibberellins, abscisic acid, ethylene and jasmonic acid are also discussed. The aim of the experimental part was to transform C. purpurea 20.1 by homologous recombination of CpiaaH with the phleomycin resistance cassette. When primary transformants were confirmed by diagnostic PCR and Southern blot, the mutant phenotype was characterized. Auxin production in WT C. purpurea and deletion mutant CpiaaH was compared using TLC and HPLC/MS analysis.

Keywords

Claviceps purpurea, auxin, kyselina indolyl-3-octová (IAA), indolyl-3-acetamidhydrolasa (iaaH)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2015

Accessible from:: 6. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Josef Vrabka

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry