Zu welken oder nicht zu welken : microRNAs bestimmen Tomaten Anfälligkeit für Pilz Fusarium

Pflanzenzüchter haben lange erkannt und kultiviert krankheitsresistenten Sorten. Eine Studie in PLoS Pathogens enthüllt die molekulare Grundlage für Widerstand und die Anfälligkeit für eine gemeinsame Pilz, verwelken bei empfindlichen Tomatenpflanzen verursacht.

Katherine Borkovich , von der University of California in Riverside , USA, und seine Kollegen begannen mit zwei eng verwandte Tomatensorten : " Moneymaker " ist anfällig für die welken Pilz Fusarium oxysporum während " Motelle " ist beständig . Auf der Suche nach , was die beiden anderen macht , konzentrierten sich die Forscher auf microRNAs , kleine Moleküle, die durch die Regulierung der Expression einer Vielzahl von Genen , einschließlich Genen in Pflanzen Immunität beteiligt zu handeln.

Sie behandelten Wurzeln der beiden Sorten mit Wasser oder mit einer Lösung, F. oxysporum und suchten mikroRNAs , die in Reaktion auf den Pilz in Moneymaker ( wo sie Resistenzgene zu hemmen) erhöht wurden oder in Motelle ( wo sie Expression ermöglichen verringerte Resistenzgene ) . Sie identifizierten zwei Kandidaten microRNAs , deren Pegel ging in Motelle nach der Behandlung mit dem Pilz .

Da microRNAs hemmen ihre Ziele durch die Bindung an sie , können Computer nach Zielgene mit komplementären Sequenzen zu finden. Eine solche " in silico " Suche für Ziele der beiden Mikro-RNAs wurden vier Kandidaten in der Tomatengenom, und alle vier glichen bekannten pflanzlichen Resistenzgene . Wenn die Forscher die Ebenen der vier möglichen Ziele in den beiden Sorten nach Einwirkung von Pilzen, fanden sie, dass alle vier waren hochreguliert in Reaktion auf F. oxysporum - allerdings nur in Motelle ; die Ebenen in Moneymarker waren unverändert.


Dargestellt sind Tomaten Pflanzensorten , die empfindlich ( Moneymaker , linken Bereich ) sind oder resistent ( Motelle ; rechts) dem Pilzschädling Fusarium oxysporum . Jedes Panel zeigt eine mit Wasser behandelten Kontrollpflanze auf der linken und zwei F. oxysporum behandelten Pflanzen auf der rechten Seite. Exposition von Moneymaker zu F. oxysporum führt zu einer starken Verwelken , während Motelle ist resistant.Image Kredit : Shouqiang Ouyang , University of California, Riverside

Zu testen, ob die Hochregulierung der Zielgene tatsächlich was gemacht Motelle beständigen die verwendeten Forscher eine virusinduzierten Gen-Abschaltung ( VIGS ) System, herunterregulieren können spezifische Gene, die in Tomaten. Nach der Einwirkung von F. oxysporum , Krankheitssymptome , einschließlich Welken wurden in VIGS Motelle Pflanzen , die eines der vier Gene still gesehen . Obwohl die Symptome waren nicht so streng wie in Moneymaker Pflanzen , dies schlug vor, dass alle vier Ziele tragen zur Beständigkeit .

" Zusammen " , schließen die Autoren , "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Geldverdiener sehr anfällig , weil ihr Potential Beständigkeit unzureichend aufgrund der Wirkung der mikroRNAs ausgedrückt. " Darüber hinaus " , weil die vier identifizierten Ziele sind anders als die einzige bekannte Resistenz-Gen für F. oxysporum in Tomate" , sagen sie, "es gibt viel über die Immunantwort auf ein wichtiges Pathogen Familie , die zahlreiche Nutzpflanzen infiziert zu lernen."