Készítette: Kiss Lóránd

1. Divergence of Evolutionary Ways Among Common sym Genes: CASTOR and CCaMK Show Functional Conservation Between Two Symbiosis Systems and Constitute the Root of a Common Signaling Pathway Mari Banba, Caroline Gutjahr, Akio Miyao, Hirohiko Hirochika, Uta Paszkowski, Hiroshi Kouchi and Haruko Imaizumi-Anraku Készítette: Kiss Lóránd

2. Szimbiózis • A növények több mint 80% szimbiózisban él gombákkal vagy baktériumokkal • A szimbiózis létrejöttében és fenntartásában bonyolult genetikai háttér áll • Következőkben néhány gént említenék és azok funkcióit

3. Szimbiózis néhány génje • CCaMK • Ca-kalmodulin függő protein kináz • Ca hirtelen emelkedés „dekódere” • CASTOR és POLLUX • Integráns membránfehérjék • Hasonlóak • Strukturális homológi a Ca csatornákkal • Nem helyettesítik egymás, időben térben máshol fejeződnek ki • CYCLOPS • Ca-szignál után lép be • CCaMKCYCLOPS-ot foszforilálja, így további utakat aktivál

4. A tanulmány témája A „közös szimbiózis útvonal” (CSP) egyes génjeinek vizsgálata két módon: • OsPOLLUX és OsCCaMK gének vizsgálata osccamk és ospollux mutáns vonalon • Vizsgálták a funkcionális differenciáció létrejöttét CSP génekben az AM-től az RN-ig történő evolúció során. Fajok közötti kiegészítő keresztezéssel Vizsgálat tárgya: • Lotus japonicus • Oriyza sativa

5. Gének összehasonlítása • Gének: CASTOR, POLLUX és CCaMK • Fajok: • Lotus j.(lucerna) • Oryza s.(rizs) között

6. OsCCaMK és OsPOLLUX fontosságának vizsgálata a szimbiózisban • 42700 mutáns vonalból kiválasztottak kettőt: • az Ospollux, ezen belül két allélt: NC6423 és ND5050 • Osccamk, ezen belül egy allélt: NE1115 • Mutánsok segítségével vizsgálták az OsPOLLUX és OsCCaMK fontosságát rizs AM szimbiózisában • Az AM fenotípust figyelték • Belső hifa • Arbuszkulusz létrejötte • Vezikulák-edények létrejötte

7. OsCCaMK és OsPOLLUX fontosságának vizsgálata a szimbiózisban • A vad allél (Nipponbare) mutat mikorriza infekciót • Az Ospollux két allélja nem mutatott mikorriza infekciót • Az Osccamk allélja nagyon kevés eseben mutat mikorriza infekciót • Az eredmények alátámasztják, hogy az OsPOLLUX és OsCCaMK nélkülözhetetlen a rizs (oryza s.) arbuszkuláris mikorriza képzéséhez

8. Osccamk Ospollux vad

9. CSP gének interspecifikus kapcsolatainak vizsgálata • Vizsgálni kívánták a közös szim- biózis útvonal génjeinek interspecifikus kapcsolatait • OsCSP géneket transzformáltak rizsből lotusz mutánsokba • Mindegyik lotusz mutáns szimbiózis defekciós fenotípussal rendelkezett • Az OsCPS gének: OsCCaMK, OsCASTOR, OsPOLLUX

10. CSP gének interspecifikus kapcsolatainak vizsgálata Lotusz mutánsok transzfekciója rizs génekkel: • Ljccamk mutáns transzfekciója OsCCaMK-val • Ljcastor mutáns transzfekciója OsCASTOR-ral • Ljpollux mutáns transzfekciója OsPOLLUX-al

11. A kísérletekből a kövtkezőket kapták: • OsCCaMK helyreállította a Ljccamk mutáns defekcióit • OsCASTOR-ral szintén helyreállította a Ljcastor mutáns defekcióit • OsPOLLUX-al gén viszont nem állította helyre Ljpollux mutáns defekcióit

12. Ljccamk transzfekciója LjCCaMK és OsCCaMK génekkel

13. Ljpollux transzfekciója LjPOLLUX és OsPOLLUX génekkel

14. OsPOLLUX • Nem állította helyre a szimbiózis defekciót a Ljpollux mutánsban • Ritkán van AM infekció vagy gümő képzés • De a rhizóbium vagy gomba endoszimbiózis NEM teljes • Sem az RN sem az AM-defekciót nem lehet OsPOLLUX-al helyreállítani a lótuszban

16. Következtetések • Az egyszikű rizs és a kétszikű hüvelyes lótusz között az arbuszkuláris mikorriza szimbiózis genetikai alapja konzervált • bizonyították, hogy az OsPOLLUX és OsCCaMK gén nélkülözhetetlen az arbuszkuláris mikorriza képzéséhez • A CCaMK gén funkciója nagyon konzervált a nem-gümőképző rizs és a lótusz között, mind a mikorriza, mind pedig a rizóbium szimbiózis tekintetében is • A CASTOR gén is hasonlóképp jól konzervált a rizs és a lótusz között • Az OsPOLLUX esetében az eredményekből következik, hogy ez nem viselkedik a LjPOLLUX alternatívájaként a szimbiotikus rendszerben

17. Köszönöm a figyelmet