Rastlinski patogeni izločajo različne proteine z namenom zavreti imunski odziv rastline in tako promovirati njihovo kolonizacijo. Identifikacija in karakterizacija sekretornih proteinov patogena lahko pripomore k razumevanju mehanizmov patogenosti in posledično k uspešni kontroli bolezni. V pričujoči raziskavi nam je s pomočjo proteomike uspelo odkriti tri glivne proteine v ksilemskem soku hmelja po okužbi z vaskularno fitopatogeno glivo Verticillium nonalfalfae (V.albo-atrum). Peroksidaza, α-N-arabinofuranosidaza in majhen sekretorni protein so tako prvi proteini odkriti v ksilemskem soku po okužbi s fitopatogenimi vrstami rodu Verticillium spp. Peroksidazo, ki je bila klasificirana kot peroksidaza iz razreda II in je podobna drugim peroksidazam za razgradnjo lignina v vrstah Verticillium spp. ter majhen sekretorni protein z maso 14 KDa, brez znane funcije ter homologom le v bližnji V. alfalfa smo nadalje proučili. Ekspresija obeh genov narašča s potekom kolonizacije, kar nakazuje njuno vlogo v virulenci. Z delecijskimi mutanti obeh genov in njihovo komplementacijo smo dokazali, da sta oba proteina potrebna za uspešno kolonizacijo hmelja z glivo V. nonalfalfae.
COBISS.SI-ID: 8365945
Hmelj (Humulus lupulus L.) gojimo v prvi vrsti za potrebe pivovarske industrije, prav tako pa se hmeljevi pripravki že dolgo uporabljajo tudi v tradicionalnem zeliščarstvu. Huda viroidna zakrnelost hmelja, ki jo povzroča nedavno odkriti viroid CBCVd je ena izmed najbolj škodljivih viroidnih obolenj hmelja. Mikro RNA (miRNA) so skupina nekodirajočih malih RNA, ki imajo pomembno vlogo pri regulaciji izražanja genov. Z namenom identifikacije malih RNA v genomu hmelja in preučevanja njihovega odgovora na okužbo z viroidom CBCVd smo analizirali dve NGS knjižnici malih RNA pridobljenih iz zdravih in z viroidom CBCVd okuženih rastlin hmelja. Skupaj smo določili 67 ohranjenih in 49 novih miRNA. Med njimi smo pokazali, da je 36 ohranjenih in 37 novih miRNA statistično različno izraženih glede na okužbo z viroidom CBCVd. Nadalje smo določili 311 domnevnih tarč, na katere delujejo odkrite miRNA gled ena homologijo zaporedja z analizo hmeljevega transkriptoma. Večina določenih tarč je pripadala skupini transkripcijskih faktorjev, ki lahko regulirajo rast in razvoj listov, koreninskega sistema in storžkov. Dodatno lahko imajo odkrite miRNA tudi pomembno vlogo pri pomembnih celičnih in metabolnih procesih kot so prenos signala, odgovor na stresne dejavnike in ostale fiziološke procese, ki vključujejo tudi prenilflavoidno biosintezno pot. Z analizo izražanja izbranih tarč s kvantitativnim PCR smo potrdili njihovo nižje izražanje, kot je tudi pričakovati glede na vlogo regulacijskih miRNA. Na osnovi teh rezultatov smo zaključili, da na viroid CBCVd odzivne miRNA kontrolirajo več hormonalnih poti in transkripcijskih faktorjev, ki imajo pomembno vlogo pri regulaciji metabolizma, rasti in razvoja. Pričujoči rezultati so postavili pomembne temelje za nadaljnje analize regulatornih vplivov malih RNA pri mehanizmih odpornosti rastlin, še posebej pri interakcijah hmelj-viroid
COBISS.SI-ID: 8522361
Gliva Verticillium nonalfalfae je rastlinski patogen, ki povzroča venenje rastlin tako, da kolonizira njihovo prevodno tkivo. Bolezen, ki jo povzročijo hmeljni izolati te glive, se lahko pokaže v dveh oblikah. Prva je blaga oblika bolezni, druga pa letalna različica, ki povsem uniči rastlino, medtem ko pri okužbi z blago obliko rastlina preživi. Ta razlika v patogenosti lahko izvira v razlikah genomskega zaporedja ali pa tudi zaradi razlik v mitohondrijih patotipov. V pričujočem delu smo iz Illumina zaporedij sestavili celotni mitohondrijski genom glive V. nonalfalfae in napravili filogenetsko analizo. Mitohondrijski genom je krožna DNA molekula velikosti 26,139 bp in kodira 14 standardnih glivnih protein kodirajočih genov elektronske verižne poti in ATP sintaznih podenot. Poleg tega kodira še malo in veliko podenoto rRNA, ribosomalno protein S3, ki je zapisan v samo izrezujočem, intronu tipa IA in 26 tRNA. Nadaljnja filogenetska analiza na osnovi mitohodrijskega zapisa je vrsto pravilno postavila v skupino Verticillium vrst v filogenetsko skupino Glomerellales. Ti rezultati so podprti s prejšnjimi filogenetskimi analizami na osnovi jedernih markerjev. Primerjava pridobljenega nukleotidnega zaporedja mitohondrija s sorodnim mitohondrijskim zaporedjem vrste V. dahliae je pokazala na povsem ohranjeno sintenijo in visoko stopnjo nukleotidne identičnosti. Pri tem smo odkrili tudi dve zanimivi značilnosti mitohondrija, potencialno dolgo nekodirajočo RNA (orf414), ki je značilnost rodu Verticillium in značilni dolžinski polimorfizem, ki smo ga potrdili pri vrstah V. dahliae in V. nubilum od vseh analiziranih vrst rodu, kar kaže na njegovo uporabnost kot vrstno specifični biomarker.
COBISS.SI-ID: 8358265
V preglednem članku so predstavljene prednosti in slabosti tehnik določanja viroidov na različnih gostiteljskih rastlinah. Kljub razvoju novih molekularnih tehnik, ki omogočajo hitro in občutljivo detekcijo, nedvoumna identifikacija viroidov še vedno temelji na kombinaciji različnih diagnostičnih metod. Tako molekularne metode, ki predstavljajo prihodnost detekcije viroidov, še vedno pri sami identifikaciji ne morejo zamenjati tehnik biološkega indeksiranja, ki predstavlja osnovo pri epidemioloških in etioloških študijah.
COBISS.SI-ID: 8472953
Suša je eden izmed zelo pomembnih dejavnikov rasti in produktivnosti kmetijskih rastlin in v večini primerih mehanizmi odpornosti niso najbolje poznani. V tej raziskavi smo proučevali sušni stres pri hmelju z merjenem nekaterih fizioloških parametrov in o odzivom proteoma dveh kultivarjev hmelja na pomanjkanje vode. Rastline hmelja so bile izpostavljene progresivni suši v ločnem poskusu in analizira v posameznih točkah stresa. Meritve relativne vsebnosti vode so pokazale hidrostabilnost vodne bilance in fotosinteza se je zmanjševala (na račun odprtosti stom) v obeh kultivarjih enako. S proteomsko analizo je bilo določenih 28 diferencialno prisotnih proteinov, večina od njih je bila nizko izražena, in so vključevali proteine vključene v fotosintezo in metabolizem sladkorja. 15% identificiranih proteinov je bilo vključenih v metabolizem dušika, 4% v ROS metabolno pot in 7% v druge metabolne funkcije.Ta prispevek predstavlja eno prvih proteomskih študij suše pri hmelju.
COBISS.SI-ID: 8388473