Z različnimi bioinformacijskimi orodji smo obdelali podatke iz predhodnih študij interakcije med glivo Verticillium nonalfalfae in hmeljem ter predvideli, da je glivni sekretom bogat z encimi, ki so vključeni v metabolizem ogljikovih hidratov, proteazami, redoks proteini, proteini v udeleženimi v sekundarni metabolizem, celično procesiranje in signalizacijo. Vsebuje tudi 263 kandidatnih sekretornih efektorskih proteinov (CSEPs), med katerimi so homologi že znanih glivnih efektorjev (LysM, NLPs, Hce2, Cerato-platanini, Cyanovirin-N lektini, hidrofobini in proteini z domeno CFEM) in avirulenčni proteini Avr (Avr-Pita1 in MgSM1), medtem ko večina CSEPs pripada neanotiranim proteinom. Pregledali smo časovno in prostorsko izražanje genov v okuženih rastlinah hmelja za 44 prednostnih kandidatov. Pripravili smo delecijske mutante za pet izmed nabolj izraženih genov ter jih ocenili s testom patogenosti. Delecijska mutanta VnaUn.279, gena specifičnega za letalni sev glive s sekvenčno podobnostjo od SAM-odvisne metilltransferaze (LaeA), je kazala nižjo stopnjo infektivnosti in imela zmanjšano virulenco, čeprav nismo opazili spremenjene morfologije, rastli glive ali sporulacije. V študiji smo odkrili nekaj domnevno sekretornih glivnih efektorskih proteinov, ki sodelujejo v procesu kolonizacije hmelja. Ugotovili smo, da homolog LaeA deluje kot nov virulenčni dejavnik glive V. nonalfalfae. Združeni rezultati bodo pripomogli pri nadaljni karakterizaciji efektorjev glive V. nonalfalfae in prispevali k boljšemu razumevanju bolezni verticilijske uvelosti.
COBISS.SI-ID: 8940665
Hitin je netopen kompleksen ogljikov hidrat, ki oblikuje glivno celično steno ter igra pomembno vlogo v interakciji med glivnimi patogeni in rastlinami. Rastlinske celice imajo površinske imunske receptorje, ki zaznavajo hitin in delujejo v smeri zaustavitve glivne okužbe. Toda glivni rastlinski patogeni zatem sprostijo hitin vezavne proteine, ki motijo s hitinom sproženo imunost. V članku predstavljamo enega izmed takih hitin vezavnih proteinov iz talne glive Verticillium nonalfalfae, ki povzroča bolezen verticilijsko uvelost rastlin. Ta gliva na hitin veže poseben protein VnaChtBP, da prepreči sproščanje reaktivnih kisikovih zvrsti kot imunski odziv rastlin na hitin ter zaščiti glivo pred razgradnjo z rastlinskimi hitinazami. Z uporabo 3D homolognega modeliranja, molekulskega sidranja, meritev CD in dvohibridnim sistemom kvasovke so kot prvi pokazali, verjeten molekularni mehanizem vezave hitina na glivne efektorje z motivom za vezavo ogljikovih hidratov CBM18. Poleg tega naše raziskave kažejo, da da so se poleg dobro preučenih glivinih efektorjev Avr4 (CBM14) in LysM (CBM50), ki ovirajo zaznavo hitina v rastlinah ter aktivacijo imunskih odzivov, razvili tudi drugi strukturno nepovezani glivini efektorji z domenami CBM18, ki imajo podobno funkcijo, kar kaže na primer konvergentne evolucije.
COBISS.SI-ID: 9214841
Molekularni mehanizmi odpornosti na bolezen verticilijske uvelosti hmelja so kompleksni in sestavljeni iz predhodno oblikovanih ter induciranih obrambnih odzivov, vključno s sintezo različnih fenolnih spojin. V članku preučujemo skupno vsebnost polifenolov v dveh fenoloških stopnjah v koreninah in steblih 14 sort hmelja, ki se razlikujejo po odpornosti proti verticilijem, pregledujemo vsebnost celokupnih polifenolov pri odporni (WT, Wye Target) in občutljivi (CE, Celeia) sorti hmelja po okužbi z V. nonalfalfae ter ocenjujemo protiglivno delovanje šestih komercialnih fenolnih spojin in celokupnih ekstraktov iz korenin oziroma stebel WT in CE na rast dveh različnih patotipov glive v. nonalfalfae. Na splošno so celokupni polifenoli višji v koreninah kot steblih in naraščajo z dozorevanjem hmelja. Pred cvetenjem ima večina odpornih sort hmelja v steblih značilno višjo vsebnost celokupnih polifenolov kot občutljive sorte. Ob pojavu bolezenskih znamenj se vsebnost celokupnih polifenolov v steblih in koreninah zmanjša, tako v odporni WT kot v občutljivi CE. Protiglivno delovanje celokupnih polifenolnih ekstraktov na V. nonalfalfae je boljše v ekstraktih stebel kot korenin. Med komercialnimi fenolnimi spojinami pa imata najbolj zavirata rast te glive p-kumarna kislina in tirozol. Čeprav korelacija med odpornostjo proti verticilijski uvelosti hmelja in vsebnostjo celokupnih polifenolov ni enostavna, višje ravni skupnih polifenolov v steblih večine na to bolezen odpornih sort hmelja v zgodnjih fenoloških fazah verjetno prispevajo k hitri in učinkoviti aktivaciji signalnih poti, kar vodi do uspešne obrambe pred okužbo z glivo V. nonalfalfae.
COBISS.SI-ID: 31470595
RNA-interferenca (RNAi) je ohranjen mehanizem regulacije izražanja genov, prisoten v živalih, rastlinah in glivah. Na modelnem organizmu Neurospora crassa je bil mehanizem RNAi intenzivno preučevan in odkrite so bile glavne komponente mehanizma, ki vodijo proces utišanja, to so proteini od RNA odvisna polimeraza RNA (RdRP), Dicer (DCL) ter Argonavt (AGO). Pri filamentoznih patogenih glivah je bil mehanizem RNAi izpostavljen kot eden izmed glavnih mehanizmov patogenosti gliv, kot rezultat tako imenovanega utišanja RNA med kraljestvi. V delu poročamo o obstoju treh ključnih komponent RNAi pri patogeni glivi Verticillium nonalfalfae, povzročiteljici verticilijske uvelosti hmelja (Humulus lupulus L.), in sicer o dveh proteinih DCL, dveh proteinih AGO ter dveh proteinih RdRP ter njihovi karakterizaciji ohranjenih RNAi domen. Z filogenetsko analizo smo potrdili obstoječe taksonomske odnose v deblu askomicet in pokazali visoko raven podobnosti aminokislinskih zaporedij v podrazredu sordariomicet. Z analizo izražanja genov smo pokazali, da je RNAi pomemben element v patogenezi glive, saj so bili vsi geni RNAi močno izraženi v agresivnem isolatu glive T2 in diferenčno izraženi pri občutljivi sorti hmelja Celeia v primerjavi z odporno sorto Wye Target po okužbi z glivo.
COBISS.SI-ID: 9242233
Fenolne spojine so udeležene v odziv rastlin na različne biotske in abiotske stresne dejavnike ter po številnih študijah sodeč tudi v obrambni mehanizem proti glivnim patogenom. V raziskavi preučujemo diferencialno kopičenje fenolov v občutljivi sorti hmelja Celeia in odporni Wye Target med okužbo z žilnim patogenom Verticillium nonalfalfae. S kvantitativno verižno reakcijo s polimerazo smo pokazali na intenzivno kolonizacijo korenin obeh sort hmelja, ki se je časovno zmanjševala v steblih odporne sorte, medtem ko je pri občutljivi sorti naraščala. V odziv na kolonizacijo korenin odporne sorte se je v koreninah signifikantno povečala vsebnost celokupnih flavanolov 3 dni po okužbi, kar nakazuje na možno vlogo pri preprečevanju širjenja glive po steblih. To kopičenje fenolnih spojin je bilo manj izrazito v steblih odpornih rastlin. V primerjavi s slednjimi, smo v steblih občutljive sorte hmelja določili značilno povišanje flavonolov 3 in 15 dni po okužbi ter hidroksicimetne kisline 6 dni po okužbi.
COBISS.SI-ID: 22285315