Screening putative pattern recognition receptors involved in yeast perception

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906122653
Title: Screening putative pattern recognition receptors involved in yeast perception
Author: Karjalainen, Eveliina
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906122653
http://hdl.handle.net/10138/303064
Thesis level: master's thesis
Discipline: Biotekniikka (MAAT)
Biotechnology (MAAT)
Bioteknik (MAAT)
Abstract: Hiivat ovat merkittäviä kasvipatogeeneja, mistä huolimatta kasvien ja hiivojen vuorovaikutukset ovat edelleen huonosti tunnettuja. Nisäkkäillä on todistettu olevan immuunireseptoreita hiivoille tunnusomaisille molekylaarisille geenialueille (MAMPs, microbe-associated molecular patterns) ja siten on ajateltu, että myös kasveilla on vastaavia reseptoreita. Kun nämä reseptorit (PRRs, pattern recognition receptors) tunnistavt vieraita molekyylejä, käynnistyy kasvin immuunijärjestelmä, johtaen vieraiden molekyylien aiheuttaman immuniteetin (PTI, pattern-triggered immunity) ensimmäiseen vaiheeseen. Hiivan soluseinä on kerrostunut, joten vain osa sen molekyyleistä, kuten mannaanit, ovat helposti kasvireseptoreiden tunnistettavissa. Hiivojen ja PR-reseptoreihin perustuvan hiivaresistenssin hyödyntämiseksi maa- ja metsäteollisuudessa on tärkeää tunnistaa kyseiset reseptorit ja ymmärtää paremmin niiden toimintaa kasvien ja hiivojen välisissä vuorovaikutuksissa. PR-reseptorit voidaan jakaa kahteen ryhmään, reseptorin kaltaiset proteiinit (RLPs, receptor-like proteins) ja reseptorin kaltaiset kinaasit (RLKs, receptor-like kinases). Osan L-tyypin lektiini- reseptorikinaaseista on osoitettu osallistuvan kasvien ja sienten sekä sienten kaltaisten patogeenien vuorovaikutuksiin, tehden niistä lupaavia ehdokkaita hiivareseptoreiksi. G-tyypin lektiinit ovat vähemmän tutkittuja, mutta myös niiden joukossa on mahdollisia hiivareseptorigeenejä. Tässä tutkielmassa käytettiin sekä suoran että käänteisgenetiikan (forward and reverse genetics) menetelmiä osoittamaan, että lektiini-reseptori-kinaasit saattavat sisältää mahdollisia hiivamolekyylejä tunnistavia reseptoreita. Tutkielmassa kehitettiin ensimmäinen menetelmä ja geneettinen seula, jonka avulla voidaan tunnistaa kasvien kanssa vuorovaikuttavien hiivojen soluseinän molekyylejä tunnistavia kasvireseptoreja. Tutkimuksessa keskityttiin niihin lektiinireseptorikinaasigeeneihin, jotka ovat läsnä sekä rauduskoivussa (Betula pendula) että lituruohossa (Arabidopsis thaliana), mahdollistaen jatkotutkimukset rauduskoivun ja dimorfisen koivupatogeenin Taphrina betulina vuorovaikutuksesta Arabidopsis-mallijärjestelmässä. Näin saatua tietoa voidaan myöhemmin hyödyntää kasvintuotannossa myös muilla kasveilla ja niiden hiivoilla.Yeasts are significant plant pathogens, yet plant-yeast interactions are poorly understood. Mammals have immune receptors for yeast-specific MAMPs (microbe-associated molecular patterns), suggesting that plants might have similar receptors as well. Detection of MAMPs by PRRs (pattern recognition receptors) triggers the plant immune system, leading to the first phase of PTI (pattern-triggered immunity). The yeast cell wall is layered, so only some of the potential MAMP molecules, like mannans, are easily available for the plant receptors. In order to utilize yeasts and PRR-based yeast resistance in agriculture and forestry, it is crucial to identify these receptors and gain a better understanding of their functions in plant-yeast interactions. PRRs can be divided into two groups, RLPs (receptor-like proteins) and RLKs (receptor-like kinases). Some of the L-type lectin receptor kinases have already been shown to participate in the interactions between plants and fungi or fungal like pathogens, making them promising candidates for yeast receptors. G-type lectins remain less studied but have promising genes as well. In this thesis, we use forward and reverse genetics methods to show that lectin receptor kinases might include putative yeast pattern recognition receptors. We also establish the first protocol and genetic screen for the identification of plant PRRs participating in the recognition of yeast cell wall MAMPs. Only genes present in both silver birch (Betula pendula) and arabidopsis (Arabidopsis thaliana) were examined to enable following studies with an Arabidopsis model system of the interactions between silver birch and the dimorphic birch pathogen Taphrina betulina. This information can later be used in plant production with other plants and their yeasts as well.
Subject: plant pathology
receptor
lectin
RLK
PRR
MAMP
yeast
RLK
PRR
MAMP
yeast
kasvipatologia
reseptori
lektiini
hiiva


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Karjalainen_Eveliina_Pro_gradu_2019.pdf 2.925Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record