Evolution of a pathogen resistance pathway in the tomato genus
Final Report Abstract
Es wurde die molekulare Evolution verschiedener Gene, die an Krankheitsresistenzen in der wilden Tomate beteiligt sind, untersucht. Im Pto Signalnetzwerk wurden Signaturen konservierter Proteine in zwei Genen (Fen und Rin4) und Signaturen balancierter Selektion in drei Genen (Pto, Prf und Pfi1) gefunden. Der Bereich des PRF Proteins, der vermehrt Polymorphismen aufweist, entspricht der Region des Proteins, der mit PTO und FEN bindet, was mit der Rolle der epistatischen Selektion zwischen PRF und den beiden Proteinen übereinstimmt. Der Bereich des PFI1 Proteins in dem ein erhöhter Polymorphismus beobachtet werden konnte, befand sich im Bereich der putativen Hydrolase und ist daher ein exzellenter Kandidat für zukünftige funktionelle Analysen. Zusätzlich wurde die Sequenzevolution eines zweiten Krankheitsresistenznetzwerkes untersucht. Dieses dient der Erkennung eines pathogenen Pilzes der Tomate. Das RCR3 Gen bildet dabei eine kleine Genfamilie in S. peruvianum, wobei balancierte Selektion dafür sorgt, die unterschiedlichen Varianten von RCR3 innerhalb von Individuen und über Populationen zu erhalten. Die Proteinpolymorphismen in diesem Genlocus sind mit der Pathogen Erkennung und der stärke der Immunantwort verbunden. Dies weist darauf hin, dass das optimale RCR3 Allel von einer empfindlichen Balance zwischen hinreichender Aktivierung in Anwesenheit des Pathogens und Vermeidung der Autoaktivierung in Abwesenheit abhängt. Die Optimierung der Aktivierung der Verteidigungsreaktion ist sicherlich ein sehr wichtiger Aspekt in der Evolution des Immunsystems, insbesondere bei zeitlich und räumlich variablem Selektionsdruck des Pathogens.
Publications
- (2007). Natural variation in the Pto pathogen resistance gene within species of wild tomato (Lycopersicon): II. Population Genetics of Pto. Genetics 175: 1307-1319
Rose, L. E., R. W. Michelmore and C. H. Langley
- (2011). Targets of selection in a disease resistance network in wild tomatoes. Molecular Plant Pathology 12: 921-927
Rose, L. E., L. Grzeskowiak, A. Hörger, M. Groth and W. Stephan
