Chaga Genome and Convergent Evolution of Betulinate Biosynthesis in Host (Betula pendula) and the Pathogen (Inonotus obliquus)

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
dc.contributor Helsingfors universitet, bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences en
dc.contributor Kasvitieteen tohtoriohjelma fi
dc.contributor Doktorandprogrammet i botanik sv
dc.contributor Doctoral Program in Plant Sciences en
dc.contributor.author Safronov, Omid
dc.date.accessioned 2022-07-13T12:33:09Z
dc.date.available 2022-08-30
dc.date.available 2022-07-13T12:33:09Z
dc.date.issued 2022-09-09
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-951-51-8386-6
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/346167
dc.description.abstract Inonotus obliquuse, commonly called chaga mushroom (Pakurikääpä), is known and used by many ethnic societies for its medicinal properties, to the degree that they believed to its magical and supernatural powers. Chaga mushroom mainly grows on Betula species, and easily identifiable when the sterile black conks burst through the bark of a host like Betula pendula (silver birch). The infected host tree might not even show any symptoms for several years, while the white-rot disease is progressing in the heart of the woody stem of the infected tree. However, very little known about the evolutionary history of chaga mushroom, and the molecular dynamics involves in pathogen-host interaction of chaga. In contrast, there is no lack of research over the study of secondary metabolites, extracted from chaga, and their potential for biotechnological, pharmaceutical, and industrial applications. Among the compounds are triterpenoids, such as betulin and betulinic acid, which found to be produced naturally by both chaga and its hosts Betula species. This begs a question what is the molecular mechanism which drive the production of the same compounds in host and the pathogen? To this end, we sequenced, assembled, and annotated the genome of B. pendula to predict high-quality gene models. We also studied the transcriptomic profiling of silver birch bark to understand the molecular pathways which contribute to the triterpenoid’s biosynthesis in different tissues of silver birch bark. In addition to the host genome, we sequenced, assembled, and annotated a high-quality genome of the pathogen (chaga mushroom), which provides an important foundation for our evolutionary analysis. Furthermore, we also identified and characterized the candidate CYP450 monooxygenase genes from silver birch and chaga mushroom, which then for the functional analysis, they subjected to heterologous gene expression analysis. en
dc.description.abstract Pakurikääpä, Inonotus obliquuse (Chaga mushroom), on tunnettu ja laajasti käytetty sieni kansanlääketieteessä etenkin Venäjällä ja Aasiassa. Jotkut uskovat sillä olevan vahvaa, jopa yliluonnollista, tehoa useiden sairauksien hoidossa. Pakurikääpä esiintyy yleisimmin koivuissa (Betula spp.) ja sen tunnistaa helpoiten puun kuoren läpi työntyvästä, rihmastopahkan aiheuttamasta tummasta epämuodostumasta, pakurista. Tartunnan saaneessa isäntäpuussa oireet saatetaan havaita vasta vuosia tartunnan jälkeen, sillä tartunnan alkuvaiheessa sienirihmasto lahottaa vain sydänpuuta. Pakurikäävän kehityshistoriasta tai taudinaiheuttajan ja isännän välisestä vuorovaikutuksesta molekyylitasolla tiedetään vielä hyvin vähän. Sen sijaan pakurikäävän toissijaisia aineenvaihduntatuotteita (sekundaarimetaboliitteja) ja niiden mahdollista käyttöä bioteknologian, lääketieteen sekä teollisuuden sovelluksissa, on tutkittu paljon. Tällaisia lupaavia yhdisteitä ovat muun muassa tartunnan saaneiden koivujen sekä pakurikäävän tuottamat triterpenoidit, kuten betuliini ja betuliinihappo. Onkin mielenkiintoinen kysymys, mikä molekyylitason mekanismi saa sekä isännän että taudinaiheuttajan tuottamaan samoja yhdisteitä? Tässä väitöskirjatyössä olemme selvittäneet rauduskoivun (Betula pendula) perimän emäsjärjestyksen sekä määrittäneet perimän geenit. Tutkimme ja analysoimme myös rauduskoivun kuoren transkriptomin ymmärtääksemme paremmin mitkä molekyylitason tapahtumat ovat mukana triterpenoidien biosynteesissä eri solukoissa. Isännän ja taudinaiheuttajan välistä evoluutiota ja vuorovaikutusta tutkiaksemme selvitimme myös pakurikäävän perimän. Lisäksi tunnistimme ja kuvailimme CYP450 mono-oksigenaasigeenit rauduskoivusta ja pakurikäävästä sekä tutkimme näiden geenien samanaikaista ilmenemistä isännässä ja taudinaiheuttajassa. fi
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-951-51-8385-9
dc.relation.isformatof Helsinki: 2022, 2342-5423
dc.relation.ispartof URN:ISSN:2342-5431
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject plant sciences
dc.title Chaga Genome and Convergent Evolution of Betulinate Biosynthesis in Host (Betula pendula) and the Pathogen (Inonotus obliquus) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Salojärvi, Jarkko
dc.ths Overmyer, Kirk
dc.opn Thines, Marco
dc.type.dcmitype Text
dc.type.okm 11831 Kasvibiologia fi
dc.type.okm 11831 Växtbiologi sv
dc.type.okm 11831 Plant biology en

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
safronov_omid_dissertation_2022.pdf 24.58Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record