Study of IAS8, an Ustilago maydis effector able to induce auxin signalling in plants

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, Joana Maria Rolim Farinha
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/65075
Resumo: Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas
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spelling Study of IAS8, an Ustilago maydis effector able to induce auxin signalling in plantsEstudo do IAS8, um efector de Ustilago maydis capaz de induzir sinalização da auxina em plantasCiências Naturais::Ciências BiológicasDissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em PlantasOne of the most often used models to study effectors and biotroph-plant interactions is the smut fungus Ustilago maydis. This biotrophic fungus is responsible for the corn smut disease which causes up to 1 billion US dollars’ worth of damages in the US alone. Besides maize, U. maydis can infect several other important crops such as wheat, barley and sugar cane. To be able to accomplish plant infection, this fungus relies on a set of proteins referred to as effectors. Effectors are thought to be used to supress host defences and/or alter the host’s metabolism. During a heterologous screen in Nicotiana benthamiana, the effector IAS8 was identified. This effector was proven to induce auxin signalling in a DR5 assay in N. benthamiana. Furthermore, a Co-IP, using IAS8 as bait, was performed in N. benthamiana and sent for mass spec analysis. This work aims to study this effector and its interaction with candidate proteins, topless related protein 3 (NbTPR3) and Ubiquitin-Specific Protease 6 (NbUBP6), as well as to perform a functional analysis by performing a DR5 assay in Arabidopsis thaliana inducible lines and to evaluate the phenotypes caused by the effector in Marchantia polymorpha. Our results show that the effector, IAS8, induces auxin signalling in three-fold in A. thaliana in a DR5 assay. M. polymorpha mutants, constitutively expressing IAS8, seem to have no gemma cups and are impaired in growth. Furthermore, our results show that IAS8 interacts with NbTPR3, NbUBP6 and a Z. mays ortholog of NbUBP, ZmUBP, as well as two orthologs in A. thaliana, AtUBP12 and AtUBP13. Moreover, we show that IAS8 interacts with the MATHUCTH domains of NbUBP6 and ZmUBP. The effector IAS8 alone induces auxin signalling in A. thaliana by three-fold and drastically impairs the morphology of M. polymorpha. Its interaction with NbTPR3 and NbUBP6 hints at that it might be able to manipulate other hormones and their respective signalling. Moreover, our results allude that the pathway through which IAS8 induces auxin signalling is highly conserved. The effector IAS8, here partially characterized, seems to be one of the reasons why U. maydis is a master manipulator of hormones and their signalling.Ustilago maydis é um fungo biotrófico capaz de infetar colheitas economicamente importantes, como o milho, cevada, trigo ou cana-de-açúcar. Este fungo chega a causar por ano, só nos Estados Unidos da América, danos anuais de quase um mil milhão de dólares. U. maydis é um modelo proeminente no estudo de interações biotróficas entre plantas e fungos. Para completar o seu ciclo de vida, U. maydis tem de estabelecer uma relação biotrófica com a planta. Para estabelecer esta relação, o fungo emprega efectores (proteínas, hormonas ou outras moléculas) para suprimir as defesas ou para alterar o metabolismo da planta. Os efectores putativos de U. maydis foram avaliados pela sua capacidade de indução da via de sinalização de auxina num ensaio de indução de DR5 em Nicotiana benthamiana. Neste ensaio foram identificados vários efectores, entre eles o IAS8. O IAS8 foi usado como presa num ensaio de co-imunoprecipitação em N. benthamiana. As amostras resultantes foram analisadas por espectrometria de massa. Esta análise revelou possíveis interações com topless related protein 3 (NbTPR3), repressor da via de sinalização da auxina, e Ubiquitin-Specific Protease 6 (NbUBP6), uma enzima capaz de clivar moléculas de ubiquitina. Este trabalho pretende validar estas possíveis interações, recorrendo a ensaios de co-imunoprecipitação, validar indução da via de sinalização da auxina em Arabidopsis thaliana e avaliar o fenótipo causado pelo IAS8 em Marchantia polymorpha. Os nossos resultados indicam que o efector IAS8 induz via de sinalização da auxina num ensaio de indução de DR5. Para além disso, os mutantes de M. polymorpha que expressam constitutivamente o efector, IAS8, parecem ter um defeito no crescimento e também parecem não ter as estruturas para reprodução assexuada, as taças de gemas. Validou-se também que o efector, IAS8, interage com NbTPR3 e NbUBP6 e ainda com os seus ortólogos ZmUBP, AtUBP12 e AtUBP13. Em conclusão, o efector induz via de sinalização da auxina 3 vezes mais em A. thaliana e afeta drasticamente o fenótipo em M. polymorpha. Além disto, a interação do IAS8 com NbTPR3 e NbUBP6 indica que IAS8 poderá interferir com outras vias de sinalização hormonais.Alejandro Darino, MartinLino-Neto, T.Universidade do MinhoMarques, Joana Maria Rolim Farinha20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/65075eng202213781info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-09-30T01:30:51Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/65075Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:43:16.460894Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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