Padlí travní a studium jeho diverzity v rámci České republiky

Bc. Eva KOMÍNKOVÁ

Bachelor's thesis

Powdery mildew and study of its diversity within the Czech Republic

Abstract:

Blumeria graminis f. sp. hordei, obligátně biotrofní parazitická houba, jejíž životní cyklus je vázán na jediný hostitelský rod, je původcem jedné z nejzávažnějších chorob ječmene. Vzhledem k významným ekonomickým ztrátám, které způsobuje, se tento patogen stal modelovým organismem pro výzkum obligátních houbových parazitů. Teoretická část této práce je zaměřena na shromáždění poznatků týkajících se životního cyklu padlí travního a současného pokroku v odvozování fylogenetických vztahů mezi jeho jednotlivými hostitelskými formami. Praktická část se zabývá optimalizací metody extrakce a purifikace genomické DNA ze spor Blumeria graminis, dále pak optimalizací amplifikace vybraných fragmentů DNA. Hlavním cílem bylo najít vhodné markery pro studium diverzity na úrovni izolátů jediné hostitelské formy, Blumeria graminis f. sp. hordei, v rámci České republiky. Byl analyzován polymorfismus tří různých oblastí genomu ? internal transcribed spacer, gen pro glyceraldehyd-3-fosfát dehydrogenasu a geny avirulence Avrk1, Avra10 spolu s jejich přilehlým okolím. V případě prvních dvou oblastí byly zkoumané sekvence zcela identické, kódující sekvence genů avirulence naopak vykazovaly výrazný polymorfismus nejen mezi různými izoláty, ale i v rámci téhož izolátu, a to v podobě jednonukleotidových substitucí a délkového polymorfismu. Možným vysvětlením je amplifikace více paralogů patřících do téže genové rodiny. Z výsledků práce je zřejmé, že geny avirulence mají velký potenciál jako markerové sekvence, avšak optimalizace jejich využití jako markerů pro molekulární charakterizaci izolátů a fytopatologickou diagnostiku bude vyžadovat další studium.

Abstract:

Blumeria graminis f. sp. hordei, an obligate biotrophic parasitic fungus whose life cycle is bound to the only host genus, is the causal agent of one of the most serious barley disease. Due to the economical importance of yield losses it causes this pathogen has become a model organism used in research to extend our knowledge of obligate fungal parasites. This study summarizes knowledge concerning the life cycle of powdery mildew of cereals along with up-to-date progress in inferring phylogenetic relationships among its formae speciales. Besides that, this study deals with optimizing the extraction and purification of genomic DNA from conidia produced by Blumeria graminis and optimizing the amplification of selected DNA fragments. The primary aim was to identify markers which could be applied for diversity study at the level of isolates belonging to the only forma specialis, Blumeria graminis f. sp. hordei, within the Czech Republic. To find polymorphism, three different loci were analysed - internal transcribed spacer, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene and avirulence genes Avrk1, Avra10 along with adjacent regions. Sequences of the first and second loci were completely identical. However, a high degree of polymorphism was found in coding sequences of avirulence genes? region among different isolates as well as within the same isolate including single nucleotid polymorphisms and lenght polymorphisms. The possible explanation is that more paralogs of the same gene family were amplified. The avirulence genes showed high potential as markers suitable for molecular characterization of isolates and phytopathology diagnostics, however, their optimization will require further study.

Keywords

Blumeria graminis f. sp. hordei, diverzita, geny avirulence

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2011

Accessible from:: 6. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2011
• Supervisor: Mgr. Miroslav Valárik, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology