Viroidi spadajo med gospodarsko pomembne škodljive organizme na hmelju, saj povzročajo več neozdravljivih nevarnih bolezni, ki omejujejo proizvodnjo. Nekatere viroidne bolezni so plod hkratnih okužb več viroidov, pri čemur je njihova medsebojna vloga še neraziskana. V raziskavi smo proučevali interakcije med 4 do sedaj odkritimi viroidi na hmelju: Citrus bark cracking viroid (CBCVd), Apple fruit crinkle viroid (AFCVd), Hop latent viroid (HLVd) in Hop stunt viroid (HSVd). Analiza je je pokazala nizek nivo kompatibilnosti med CBCVd in HSVd, medtem ko so bile ostale kombinacije viroidov zelo kompatibilne. Pri CBCVd okužbah hmelja, paradižnika in rastlin Nicotiana benthamiana je bila odkrit presežek (-) verig nad (+), kar je posebnost pri viroidnih okužbah. Na agrumih tega efekta nismo zaznali. Večina mešanih infekcij je povzročila visoko mortaliteto in deformacije rastlin tako pred kot po dormanci rastlin. CBCVd in AFCVd sta povzročil izrazito utišanje mRNA, ki je odgovorna za sintezo flavonoidov in hkrati povzročila motnje genov WRKY/WDR1, ki so odgovorni za razvoj lupulinskih žlez.
COBISS.SI-ID: 8709241
Citrus bark cracking viroid (CBCVd) je na hmelju na novo odkrit viroid, ki povzroča agresivno bolezen hudo viroidno zakrnelost hmelja. Zaradi visoke agresivnost je zanimiv za proučevanje patogeneze utišanja genov, ki je pri viroidih še vedno slabo proučena. Z namenom določitve malih RNA pri hmelju, ki so povezane z okužbo CBCVd smo z NGS tehniko analizirali dve sRNA knjižnici od katerih je ena pripadala CBCVd okuženim rastlinam in ena zdravim. Rezultati so pokazali razlike pri 36 ohranjenih in 37 novih miRNA v primeru CBCVd okuženih rastlin. Večina tarč je pripadala transkripcijskim faktorjem, ki regulirajo razvoj listov, korenin in storžkov. Prav tako so analize pokazale vpliv tarč na metabolne procese povezane s stresom, signalno transdukcijo in različnimi fiziološkimi procesi. Odziv tarč je bil potrjen s PCR analizo v realnem času. Raziskava predstavlja prvi odkrit primer tovrstnih odzivov hmelja na viroide in predstavlja pomembno dopolnilo uporabno v žlahtniteljskih procesih.
COBISS.SI-ID: 8522361
Hmelj je gostitelj viroidov CBCVd in HLVd, ki povzročata različno agresivne simptome, kar lahko v raziskavah izkoriščamo kot model proučevanja viroidnih tarč odgovornih za razvoj bolezni. Z namenom proučevanja patogeneze viroidov, ki temelji na utišanju genov rastlin smo izdelali transkriptom hmelja s pomočjo tehnike NGS (naslednja generacija določevanja nukleotidnega zaporedja) ter in silico razrezali viroidna zaporedja na vse možne viroidne male RNA, velikosti 21, 22 in 24bp. Transkriptom in razrezana viroidna zaporedja smo primerjali med seboj pri čemer smo dobili množico tarč (1387 CBCVd in 1062 HLVd). Pri selekciji tarč za nadaljnjo analizo smo upoštevali 4 kriterije: 1) tarče sodelujejo v metabolizmu rastlinskih hormonov, 2) tarče sodelujejo v biogenezi malih RNA, 3) CBCVd tarče vd-sRNA z najvišjo pokritostjo regij viroida in 4) geni z visoko homolognostjo z vd-sRNA. Izražanje tarčnih genov smo preverili s tehniko reverzne transkripcije in PCR v realnem času (RT-qPCR). Raziskava je pokazala spremenjene vzorce ekspresije v različnih tkivih hmelja. S pomočjo HLVd in CBCVd vd-sRNA smo za dva transkripta našli dokaze o morebitni zmanjšani ekspresiji, to sta LOX in GATA. Ustvarjen transkriptom bo v prihodnje predstavljal osnovo pri nadaljevanju raziskav patogeneze hmeljnih viroidov, dobljeni rezultati pa predstavljajo prvi vpogled v kompleksnost odnosov med hmeljem in viroidi.
COBISS.SI-ID: 8793977
Hmeljev latentni viroid (HLVd) na večini sort hmelja ne povzroča izrazitih bolezenskih znamenj, vendar pa negativno vpliva tako na količino kot tudi kvaliteto pridelka. Prav zaradi povzročanja neizrazitih znamenj okužbe in širjenja z vegetativnim razmnoževanjem je prisoten v večini svetovnih pridelovalnih območji hmelja. V primeru viroidnih bolezni uporaba fitofarmacevtskih sredstev ni mogoča, zato preprečevanje širjena bolezni temelji na sanitarnih ukrepih in vzgoji neokuženega sadilnega materiala. Pri tem so ključnega pomena zanesljive in hitre metode za določanje viroidov. Za določevanje HLVd v hmelju so v uporabi poliakrilamidna gelska elektroforeza (PAGE) in hibridizacija, najpogosteje pa verižna reakcija s polimerazo s predhodno reverzno transkripcijo (RT-PCR). Z namenom nadgradnje obstoječih metod določanja HLVd smo razvili metodo RT-PCR v realnem času (RT-qPCR), ki jo odlikuje visoka stopnja občutljivosti, hitrost, analitiku prijaznejše rokovanje in možnost nadgradnje za hkratno določanje tudi ostalih patogenov, ki jih določamo pri hmelju.
COBISS.SI-ID: 8596089
Viroidi so najmanjši rastlinski patogeni, sestavljeni samo iz krožne RNA molekule velikosti od 246-401 nukleotidov. Kljub enostavni strukturi lahko povzročajo zelo hude bolezni na večjem številu gostiteljskih rastlin, med katerimi so številne gospodarsko pomembne kmetijske rastline, okrasne rastline in celo nekatere drevesne vrste. Hmelj ni izjema; okužijo ga lahko hmeljev latentni viroid (HLVd), viroid zakrnelosti hmelja (HSVd), viroid razpokanosti skorje agrumov (CBCVd) in viroid grbavosti jabolk (AFCVd). Viroid CBCVd je na hmelju prisoten samo v Sloveniji; na njem povzroča bolezen hudo viroidno zakrnelost hmelja. Bolezen je zelo agresivna, saj povzroča hiranje in odmiranje rastlin s hitro dinamiko širjenja. V hmelju je CBCVd prisoten vedno v kombinaciji s HLVd, kar otežuje etiološke študije določanja vpliva CBCVd na rastline hmelja. V ta namen je bila razvita metoda umetnega okuževanja s CBCVd, v monomerni in dimerni obliki. Načrtovana monomer in dimer sta bila vstavljena v plazmid, ki je služil kot osnova za prepis v RNA. Viroidna RNA je bila uporabljena za umetno okužbo hmelja, paradižnika in kumar. Vsaka izmed gostiteljskih rastlin je bila okužena tako z monomerom in dimerom CBCVd, kot tudi s celokupnimi nukleinskimi kislinami, izoliranimi iz okuženega hmelja. Pri tem je dimer CBCVd izkazal visoko stopnjo infektivnosti in tako primernost za izvajanje umetnih okužb.
COBISS.SI-ID: 8906361