V tej študiji smo primerjali globalne transkripcijske odzive odpornega in dovzetnega hmelja na okužbo z glivo Verticillium nonalfalfae, ki živi v tleh. V odpornem kultivarju hmelja je bilo v koreninah kot odziv na okužbo izraženo izredno nizko število genov, medtem ko je bilo v poganjkih izražanje večine različno izraženih genov znižano. Mrežna analiza funkcionalne obogatitve je pokazala, da so bili najpomembnejši geni povezani z biosintezo kutina, biogenezo celične stene, razvojem lateralnih korenin in biosintezo terpenoidov. Po drugi strani je občutljiv hmelj pokazal močan obrambni odziv v poganjkih in koreninah, vključno z večjim izražanjem genov, povezanih z obrambnimi odzivi rastlin, kot so prirojena imunost, odziv na ranitev, signalizacija preko poti jasmonske kisline in aktivacija hitinaz. Ta raziskava ponuja večplasten pregled transkripcijskih odzivov dovzetnih in odpornih hmeljnih kultivarjev na okužbo z V. nonalfalfae in predstavlja dragocen vir pri študiji interakcije med rastlinami in patogeni.
COBISS.SI-ID: 8755577
Viroidi, najmanjši znani rastlinski patogeni, ki ne kodirajo proteinov, lahko povzročijo pomembne bolezni pri njihovih gostiteljskih rastlinah. Eden izmed predlaganih mehanizmov patogenosti viroidov opisuje utišanje gostiteljskih genov s kratkimi molekulami RNA, ki izvirajo iz viroidov in so produkt gostiteljevega imunskega odziva na viroidno dvoverižno RNA. Hmelj je gostitelj večih vrst viroidov; med drugim tudi viroidoma HLVd in CBCVd, ki sta zanimiva modela za študije interakcij gostitelj-viroid. HLVd namreč ne povzroča vidnih simptomov, medtem ko infekcija s CBCVd povzroči hude oblike zakrnelosti hmeljnih rastlin. Z namenom študije interakcij smo izdelali podroben transkriptom hmelja na podlagi 35 Gb podatkov NGS, ki smo jih sestavili v 75 Mb sosesk (kontigov). Izdelane transkripte smo uporabili za in-silico napoved tarčnih transkriptov viroidnim kratkim RNA, z uporabo dveh različnih programskih orodij. Z napovedjo tarčnih transkriptov smo določili, da 1062 in 1387 hmeljnih transkriptov vsebuje podobnosti s HLVd in CBCVd kratkimi RNA v nukleotidnem zaporedju in so zato lahko utišani v procesu interference RNA. Izbrali smo 17 transkriptov iz štirih skupin tarč: udeležene v metabolizem rastlinskih hormonov, udeležene v biosintezo kratkih RNA, transkripte, ki imajo visok nivo komplementarnosti z viroidnimi kratkimi RNA in transkripte, z visoko celično koncentracijo, ki so tarča malim RNA viroida CBCVd. Njihovo ekspresijo smo spremljali s kvantitativnim PCR z reverzno transkipcijo z uporabo vzorcev listov, cvetov in storžkov hmelja. Dodatno smo spremljali ekspresijo petih s patogenezo povezanih genov. Ekspresijska analiza je potrdila visoke nivoje izražanja štirih s patogenezo povezanih genov v listih hmelja, okuženega s HLVd in CBCVd. Nihanja v izražanju so bila opažena pri večini tarč, z možno znižano regulacijo transkripcijskega faktorja GATA pri kratkih RNA CBCVd ter linoleat 13S-lipokxigenaze pri kratkih RNA HLVd. Z dobljenimi rezultati smo pridobili transkriptom hmelja z visoko pokritostjo ter prvi vpogled v kompleksne interakcije virod-hmelj.
COBISS.SI-ID: 8793977
Tehnologije za preurejanje genomov nudijo številne možnosti tako za bazične raziskave, kakor za aplikativne namene. Trenutno je tudi pri rastlinah najbolj pogosto uporabljen sistem CRISPR/Cas9 iz Streptococcus pyogenes. V članku z naslovom »New variants of CRISPR RNA guided genome editing enzymes« avtorji opisujejo druge, novejše encimske sisteme uporabne za preurejanje genomov, regulacijo izražanja genov, vizualizacijo kromosomskih lokusov, kot so: C2c2 iz L. shahii; Cas9 iz vrst F. novicida, S. aureus, S. thermophiles in N. meningitidis; Cpf1 iz vrst F. novicida, Acidaminococcus in Lachnospiraceae; spremenjene oblike encima Cas9 (nikazna, razdeljen, ojačan, katalitično neaktiven Cas9 in druge). Novi encimski sistemi so predstavljeni iz vidika prednosti in slabosti v primerjavi z najbolj razširjenim CRISPR/Cas9 iz S. pyogenes. Poseben poudarek je na njihovi uporabnosti v biotehnologiji rastlin.
COBISS.SI-ID: 8700281
Hitra rast prebivalstva vodi v vedno večjo pridelavo hrane, vendar vedno večja proizvodnja pridelkov vodi tudi v hitrejše širjenje rastlinskih bolezni. Rastlinska patologija razpolaga s široko paleto metod, ki pa ne zagotavljajo ustreznih rešitev za vse izgube zaradi bolezni. V primeru viroidov terapevtska sredstva niso na voljo, zato so strategije nadzora bolj usmerjene v razvoj zanesljivih metod določanja, z namenom hitre odstranitve okuženega rastlinskega materiala. Čeprav so viroidi najmanjši in najenostavnejši rastlinski patogeni, njihova identifikacija in določanje ni enostavno. Vsaka kombinacija med viroidom in gostiteljem je specifična, zato morajo biti za zanesljivo identifikacijo vsi koraki od vzorčenja do končne določitve natančno izvedeni. V tem preglednem članku so opisane številne metode za določanje viroidov v različnih gostiteljskih rastlinah, vključno z njihovimi prednostmi in slabostmi. Čeprav razmeroma nove molekularne metode omogočajo hitro in občutljivo določanje viroidov, najbolj zanesljivo identifikacijo opravimo z uporabo kombinacije različnih metod. Metode na osnovi nukleinskih kislin predstavljajo prihodnost za določanje viroidov, vendar še vedno ne morejo nadomestiti biološkega indeksiranja, ki je običajno osnova za epidemiološke in etiološke študije.
COBISS.SI-ID: 8472953
Hmeljev metabolom, pomemben za pivovarsko industrijo in medicino je po vsem svetu ogrožen zaradi okužb s številnimi viroidi, ki vplivajo na fiziologijo hmelja. Hkratna biolistična okužba hmelja z viroidom razpokanosti skorje agrumov (CBCVd), viroidom grbavosti jabolk (AFCVd), hmeljevim latentnim viroidom (HLVd) in viroidom zakrnelosti hmelja (HSVd) je pokazala slabo kompatibilnost CBCVd viroida s HSVd viroidom, medtem ko so bile vse ostale kombinacije kompatibilne. Z razliko glede na druge viroide, je okužba CBCVd v hmelju, paradižniku in Nicotiana benthamiana, pokazala precejšen presežek (-) verige glede na (+) verigo, z izjemo agrumov. Okužba hmelja z vsemi viroidi je pri več rastlinah vodila v nestabilne nivoje viroidov, tako v obdobju pred kot tudi po dormanci, hkrati pa so rastline v velikem številu odmrle in kazale morfološke nepravilnosti. Hmeljeva izolata viroida CBCVd in AFCVd sta bila zelo stabilna, kajti pri njima je bilo odkrito majhno število spremenjenih oblik viroida. CBCVd je negativno vplival na nekatere ključne mRNA molekule, ki so povezane z biosintezo hmeljevih prenilflavonoidov, medtem ko so bili vplivi viroida AFCVd zmerni. Po analizi razgradnje mRNA ta negativen vpliv ni bil posledica razgradnje direktnih za viroid značilnih malih RNA. Okužba s CBCVd je vodila do močne indukcije dveh hmeljevih transkripcijskih faktorjev iz družine WRKY in do neravnovesja WRKX/ WDR1 kompleksov, ki so pomembni za aktivacijo genov lupulina.
COBISS.SI-ID: 8709241