Участие пептидил-пролил цис/транс измераз Arabidopsis Thaliana во взаимодействии растения-хозяина с патогеном

• Автор: Мокрякова, Мария Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Иммунная система растений

1.1.1 Основной иммунитет растений

1.1.2 Индуцируемый иммунитет

1.2. Пептидил-пролил цис/транс изомеразы (PPla.se) и их участие в патогенезе

1.2.1 Характеристика пептидил-пролил цис/транс изомераз

1.2.2 Функции пептидил-пролил цис/транс изомераз в патогенезе

1.3. Система секреции третьего типа и секретируемые ею белки-эффекторы

1.3.1 Система секреции третьего типа (ТЗСС)
1.3.2. Эффекторы третьей транспортной системы
РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объекты исследования
2.2. Анализ видо- и расопринадлежности исследованных штаммов ХапЖотопаз
2.3. Биоинформационный анализ генов-эффекторов
2.4. Получение гомозиготных линий инсерционных мутантов АгаЬісІорїіх МаИапа
2.5. Агробактериальная трансформация Л. іНаїіапа
2.6. Процедуры молекулярного клонирования. Векторные конструкции
2.7. Бактериальная инфильтрация растений
2.8. Анализ растительного материала
2.9. Определение нуклеотидной последовательности гена ХорАА
2.10. Статистическая обработка данных

РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Определение пептидил-пролил цис/транс-изомераз, вовлеченных в иммунный ответ АгаЫ<Лорз1з ЖаИапа
3.2. Изучение генов-эффекторов в естественной популяции ХаЫкотопаз
3.2.1 Изучение генетического разнообразия генов-эффекторов в популяции ХапМотопаз
3.2.2 Горизонтальный перенос гена-эффектора ТЗСС хорАА в геном ХаЫкотопаз сатрезМя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Бактериальные болезни растений наносят огромный экономический ущерб, поражая ценные породы плодовых, эфиромасличных, технических и овощных культур. По данным FAO (продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) ежегодные потери урожая от бактериальных заболеваний в сельском хозяйстве составляют примерно 30% от общих потерь урожая по всему миру, причем бактериозы могут поражать растения на огромных площадях.
Важную роль в предотвращении заражения растения патогенами играет врожденный иммунитет растения, который включает в себя три барьера. Первый из них - структурный: многие патогены не способны преодолеть внешние поверхности растения. Второй - основывается на трансмембранных рецепторах, расположенных на поверхности клеток, которые распознают консервативные патоген-ассоциированные молекулы и индуцируют основной иммунный ответ растения. Третий барьер базируется на внутриклеточных R-белках (от англ. resistance - устойчивость) и направлен против патогенов, способных преодолеть второй барьер. Такой иммунитет получил название индуцируемого. Фитопатогенные бактерии способны подавлять как основной, так и индуцированный иммунитет за счет секреции факторов вирулентности внутрь растительной клетки. Механизм такого подавления начал изучаться сравнительно недавно и до сих пор точно не определен. Однако одним из главных инструментов патогенеза грамотрицательных бактерий являются белки-эффекторы, секретируемые при помощи транспортной системы третьего типа (ТЗСС) в клетки растения-хозяина. Белки-эффекторы важны для патогенности Pseudomonas, Xanthomonas, Ralstonia и Erwinia - бактерий, колонизирующих апопласт растений и способных вызывать гибель растительной клетки. Проникновение в клетку хозяина через ТЗСС сопряжено с полным или частичным разворачиванием белковой молекулы, что предполагает ее взаимодействие с шаперонами хозяина для восстановления структурной

Pseudomonas, стали еще 3 вида бактерий: Erwinia amylovora, Ralstonia solanacearum и Xanthomonas campestris (Buttner and He, 2009).
У всех изученных фитопатогенных бактерий большинство hrp генов располагается в одном большом кластере размером 20-25 т.н.п. и организовано в 7-8 транскрипционных единиц. Четыре наиболее полно охарактеризованных на сегодняшний день кластера могут быть разделены на две группы на основании сходства между составляющими их генами, структурой оперонов и регуляторными системами (рисунок 10) (Alfano and Collmer, 1997). К первой группе можно отнести hrp кластеры P. syringae и Е. amylovora, а ко второй - R. solanacearum и X. campestris. Ключевое отличие между этими группами состоит в том, что в первой группе кластер активируется белком HrpL, членом подсемейства ст-факторов РНК-полимеразы эубактерий. Вторая группа активируется НгрВ у R. solanacearum и НгрХ у X. campestris, которые относятся к АгаС семейству транскрипционных активаторов. На основе анализа гомологий между hrp компонентами и субъединицами жгутика предполагается, что они задействованы в образовании базальной части секреционной системы, но точные функции большинства из них все еще не ясны (Cornells, 2006).
Группа
Епчмм
»mjtorort

hrc гены
О сп Cl итик—а сп
□ hrp гены.
консервативные у 1 и 11 группы
Группа
Ям1Юл.* KHraciwm

П hrp гены,
консервативные у 1 группы

ЕЗ hrp гены.
консервативные у 11 группы

Щ hrp гены не имеюшие гомологов
Рисунок 10. Распределение генов hrp кластеров I и II группы у четырех модельных фитопатогенов (Erwinia amilovora, Pseudomonas syringae, Ralstonia solanacearum, Xanthomonas campestris) (Alfano and Collmer, 1997)