1.Beurteilende(r)| Name: | O.Univ.Prof. Dr.phil. Josef Glößl |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Dissertation |
| Sprache der Arbeit: | Englisch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | Molecular mechanisms of trichothecene resistance and development of a yeast- based bioassay for zearalenone |
| Titel der Arbeit in deutsch: | n.a. |
| Titel der Arbeit in englisch: | Molecular mechanisms of trichothecene resistance and development of a yeast-based bioassay for zearalenone. (Molekulare Mechanismen der Trichothecen-Resistenz und Entwicklung einer auf Hefe basierenden Nachweismethode for Zearalenon) |
| Publikationsmonat: | 10.2000 |
| Seitenanzahl: | |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC03083653 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Pflanzenpathogene Pilze der Gattung Fusarium sind verantwortlich für
einige der agronomisch wichtigsten Pflanzenerkrankungen (z.B.
Ährenfusariose des Weizens). Die im Verlauf der Pathogenese gebildeten
Trichothecene blockieren sehr unspezifisch die eukaryontische
Proteinbiosynthese und sind ein wesentlicher Virulenzfaktor des Pathogens.
Ziel diese Arbeit war es, molekulare Mechanismen für eine mögliche
Trichothecen-Resistenz in Pflanzen zu finden. Dazu wurden Saccharomyces
cerevisiae und Arabidopsis thaliana als Modellorganismen herangezogen. Es
konnte gezeigt werden, daß in Trichothecen-resistenten Hefemutanten der
Austausch einer einzigen Aminosäure im ribosomalen Protein L3 (Rpl3p), dem
Angriffsort der Trichothecene, hinreichend für eine semidominante Resistenz
ist. Die entsprechende Mutation wurde in die cDNA des RPL3 Gens der Tomate
(L. esculentum) eingeführt. Das LeRPL3 Gen kann das Hefegen funktionell
ersetzen, und die mutierte Form des Tomatengens führt zur Resistenz in Hefe.
Vermutlich wegen der Kompetiton mit den endogenen RPL3-Genprodukten, konnte
in transgenem Tabak jedoch nur eine unbedeutende Erhöhung der Resistenz
beobachtet werden. Für eine basale Trichothecen-Resistenz sorgt in Hefe der
Membran-lokalisierte ABC Transporter Pdr5p. Eine ganze Genfamilie mit
Homologie zu PDR5 wurde in Arabidopsis thaliana gefunden, zwei dieser cDNAs
wurden im Rahmen dieser Arbeit kloniert und deren Expression in Hefe
versucht. Weiters wurde ein Hefestamm konstruiert, der die Detektion des
östrogenen Fusarium-Toxins Zearalenon ermöglicht. Ein kostengünstiges
Screening Mykotoxin-belasteter Futtermittel wäre ein denkbares
Einsatzgebiet für diesen Bioassay. Im Zuge der Konstruktion dieses
Hefestammes konnte weiters die Funktion eines bis jetzt noch unbekannten
Hefegens geklärt werden: YDR400w kodiert eine Uridin-Cytidin N-ribohydrolase,
ein entsprechender Gendefekt konnte mit einem homologen Gen des
protozoischen Parasiten Crithidia fasciculata komplementiert werden. |
| Abstract in Englisch: | The plant pathogenic fungus Fusarium graminearum causes serious diseases
of important crop plants (e.g. wheat, barley, maize). The trichothecene
mycotoxins produced by Fusarium act as inhibitors of eukaryotic protein
synthesis and play a role as virulence factors. In order to identify
molecular mechanisms responsible for trichothecene resistance, we have
employed Saccharomyces cerevisiae and Arabidopsis thaliana as model
organisms. Using yeast we have identified a point mutation in the target
of trichothecenes, the highly conserved ribosomal protein L3 (RPL3),
leading to semidominant resistance. We have introduced the corresponding
mutation into a cDNA from Lycopersicon esculentum coding for LeRPL3. The
LeRPL3 gene can complement a rpl3 deletion, and the mutated tomato gene
also confers resistance to trichothecenes in yeast. Epitope tagged versions
of the mutated LeRPL3 were introduced into tobacco, but resistance turned
out to be limited by competition with endogenous Rpl3 proteins for
incorporation into ribosomes. Basal resistance of yeast to trichothecenes
is determined by the plasma membrane localized ABC transporter Pdr5p,
involved in so called pleiotropic drug resistance. A detailed analysis of
public DNA databases revealed that genes encoding PDR5-like ABC transporters
are present in the Arabidopsis genome as a large gene family. The attempts
to express two of the Arabidopsis PDR5-like genes in yeast are described.
In the second part of the thesis a yeast-based bioassay for the
non-steroidal estrogenic Fusarium mycotoxin zearalenone was developed.
Our bioassay allows low-cost monitoring of zearalenone contamination in
foods and feedstuffs. As a by-product of the ZON bioassay the previously
uncharacterized open reading frame YDR400w of S. cerevisiae was found to
encode uridine-cytidine N-ribohydrolase (Urh1p), which can be functionally
complemented by a nucleoside hydrolase gene from the protozoan parasite
Crithidia fasciculata. |
| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | Biologie Trichothecene ABC Transporter ribosomales Protein Zearalenon |
| Schlagwörter Englisch: | BIOLOGY, MICROBIOLOGY ABC transporter ribosomal protein trichothecenes zearalenone |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-9762 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H63500 Zentrum für Angewandte Genetik (ZAG) |
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