M. Sc. thesis
Teodora Stojkovska (Avtor), Tanja Kunej (Recenzent), Nataša Štajner (Mentor), Ester Stajič (Komentor)

Povzetek

Med rastlinami in patogeni potekajo zapletene interakcije, ena od njih je tudi RNA interferenca med različnimi kraljestvi (angl. cross-kingdom RNA interference), pri kateri se miRNA lahko prenašajo med gostiteljem in patogenom in uravnavajo izražanje genov. Ta proces je bil dokazan pri bombažu, okuženem z glivo Verticillium dahliae, kjer rastlinsko izvorne miRNA uravnavajo glivne gene in zmanjšajo resnost bolezni. Ali se podobni mehanizmi pojavljajo tudi pri drugih pomembnih poljščinah, kot je hmelj (Humulus lupulus), ni znano. Hmelj je ključen v pivovarstvu, vendar je zelo dovzeten za glivo Verticillium nonalfalfae, povzročiteljico verticilijske uvelosti, ki lahko zmanjša pridelek. V tej magistrski nalogi smo si zadali dva cilja: (i) preveriti, ali lahko z metodo »stem-loop« RT-qPCR v glivi V. nonalfalfae zaznamo miRNA, izvorno prisotne v hmelju, ter (ii) vzpostaviti sistem okuževanja brez zemlje za preučevanje patosistema hmelj–V. nonalfalfae. Od 19 na novo zasnovanih začetnih oligonukleotidov za tvorbo lasničnih zank smo s 17 pari uspešno pomnožili tarčne hmeljeve miRNA v hmeljevem tkivu, pri čemer so bile vrednosti Ct med 15,3 in 32,9, talilne krivulje pa so kazale enojni vrh pri vseh ponovitvah, torej specifično pomnoževanje. Čeprav prisotnosti hmeljevih miRNA v V. nonalfalfae nismo mogli potrditi, vzpostavljeni protokoli predstavljajo obetaven nabor orodij za prihodnje raziskave odziva hmelja na ravni miRNA na biotske ali abiotske strese. Poleg tega smo vzpostavili dva sistema okuževanja. Pri pristopu in vitro smo testirali 12 genotipov hmelja na šestih gojiščih in določili obetavne kombinacije za nadaljnjo uporabo. V ex vitro hidroponskem sistemu smo dosegli do 100% razvoja korenin in poganjkov med genotipi. Okužbo smo 21 dni po inokulaciji glivo V. nonalfalfae na osnovi PCR in začetnimi oligonukleotidi Vna-ITS-2 potrdili pri vseh vzorcih korenin in stebel, kar dokazuje, da je sistem primeren za raziskave zgodnjih faz okužbe v nadzorovanih pogojih. V okviru magistrske naloge smo razvili uporabna orodja in sisteme za boljše razumevanje interakcij med hmeljem in fitopatogeno glivo V. nonalfalfae.

Ključne besede

Humulus lupulus;Verticillium nonalfalfae;miRNA;cross-kingdom RNA interference;cross-kingdom miRNA transfer;RT-qPCR;stem-loop primers;Verticillium wilt;plant-pathogen interact;

Podatki

Jezik: Angleški jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UL BF - Biotehniška fakulteta
Založnik: [T. Stojkovska]
UDK: 601.4:577.21(043.2)
COBISS: 247375619 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 106
Št. prenosov: 24
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Slovenski jezik
Sekundarni naslov: Analiza prenosa mikrorna hmelja (Humulus lupulus) v glivo Verticillium nonalfalfae
Sekundarni povzetek: Plants and pathogens engage in complex interactions, including cross-kingdom RNA interference, where miRNAs can be transferred between host and pathogen to modulate gene expression. This process has been demonstrated in cotton infected by Verticillium dahliae, where plant-derived miRNAs target fungal virulence genes, reducing disease severity. Whether similar mechanisms occur in other important crops, such as hop (Humulus lupulus), remains unknown. Hop is a key agricultural commodity in brewing, but it is highly susceptible to Verticillium nonalfalfae, the causal agent of Verticillium wilt, which can severely reduce yield. In this Master’s thesis, we aimed to (i) test whether hop-derived miRNAs can be detected in V. nonalfalfae using stem-loop RT-qPCR, and (ii) establish soil-free infection systems for the hop – V. nonalfalfae pathosystem. Of the 19 newly designed stem-loop primer sets for hop’s miRNA identification, we successfully amplified the target hop miRNAs in hop tissue with 17 sets, yielding Ct values between 15.3 and 32.9 and clear, single-peak melt curves consistently observed across replicates. Although we could not confirm the presence of hop miRNAs in V. nonalfalfae, these assays represent a promising toolkit for future studies on hop miRNA responses to biotic or abiotic stress. We also successfully established two infection systems. For in vitro approach, we screened 12 hop genotypes across six media and identified the best media-genotype combinations for future use. In an ex vitro hydroponic infection system, we reached up to 100% of root and shoot development among tested genotypes. 100% of root and stem samples were confirmed infected with V. nonalfalfae at 21 dpi via Vna-ITS-2 PCR, demonstrating the system’s suitability for early-stage infection studies under controlled conditions. Overall, this thesis provides valuable tools and experimental systems to advance our understanding of interactions between hop and the phytopathogenic fungus V. nonalfalfae.
Sekundarne ključne besede: Humulus lupulus;Verticillium nonalfalfae;miRNA;RNA interferenca med kraljestvi;prenos mikroRNA med kraljestvi;RT-qPCR;začetni oligonukleotidi za tvorbo lasničnih zank;verticilijska uvelost;interakcije med rastlinami in patogeni;
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Študijski program: 0
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Biotehniška fak., Študij biotehnologije
Strani: 1 spletni vir (1 datoteka PDF (XI, 50 str., [3] str. pril.))
ID: 27295728