Description: Das Isolat Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) zeigt nach Infektion auf Weizen und Mais gegenüber anderen Isolaten, wie dem Wildtyp Fg-PH1, eine verringerte Virulenz. Dieses Phänomen der Hypovirulenz ist von einigen filamentösen phytopathogenen Pilzen beschrieben worden und wird durch Mykoviren verschiedener Genera verursacht. Auch aus dem Fg-ch9 konnte ein isometrisches 35 bis 40 nm Mykovirus isoliert werden (V-ch9), dessen Sequenz eine hohe Ähnlichkeit mit Chrysoviren (Familie Chrysoviridae) aufweist. Das Genom dieses Mykovirus ist auf fünf dsRNAs verteilt, auf welchem jeweils ein Offenes Leseraster (ORF) für Proteine zwischen 79 und 127 kDa kodiert. Das 127 kDa Protein des ORF von RNA 1 kodiert für die RNA-abhängige RNA Polymerase, welche Bestandteil des Partikels ist. Die Translationsprodukte der ORFs von RNA 2 und RNA 3 bilden als prozessierte Derivate das Kapsid. Das Translationsprodukt von RNA 5 ist nicht Bestandteil des Partikels und weist Zink-Finger Motive auf. Für dieses Protein wurde die Fähigkeit zur Suppression von gene silencing nachgewiesen. Ob das Translationsprodukt von RNA 4 prozessiert wird und welche Funktion es hat, ist gegenwärtig unklar. Das Interesse an Mykoviren ist erst in den letzten Jahren gestiegen, so dass die Replikation und Interaktionen zwischen Pilz und Virus wenig erforscht sind. Nach der Sequenzierung und Klonierung der viralen RNAs des V-ch9 und ersten Analysen zur Funktion der von den ORFs exprimierten Proteine und deren Prozessierung sollen deswegen im nächsten Schritt die Prozessierung sowie das zeitliche Auftreten während der Replikation genauer untersucht werden. Aus diesen Daten können möglicherweise Rückschlüsse auf deren Funktion(en) gezogen werden. Die genaue Analyse der Funktion muss dann in einem weiteren Schritt mit Hilfe der Reversen Genetik analysiert werden. Da dsRNA Viren für ihre Replikation ihre RNA-abhängige RNA Polymerase und eine schützende Hülle benötigen, ist für das V-ch9 und alle anderen dsRNA Mykoviren die Reverse Genetik zwar prinzipiell möglich, jedoch ungleich aufwändiger als für ssRNA Viren, bei denen eine virale RNA infektiös ist. Neben dem System an sich fehlen für das Virus aus Fg-ch9 eine einfache Methode der Infektion und ein Wirt, in dem das Virus stabil repliziert. Hier sollen über die Testung der Infektion über Anastomosen und die Etablierung eines geeigneten Wirtes für die Replikation über Eliminierung des Virus aus Fg-ch9 bzw. Modifikation eines Laborstammes von F. graminearum weitere Voraussetzungen für das Etablieren eines Systems zur Reversen Genetik geschaffen werden.Bei Kenntnis der Replikation und Kenntnis der Funktion der viralen Proteine können Konzepte für den Einsatz der Hypovirulenz in der Praxis entwickelt werden.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Weizen
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Genom
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Mais
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Genetik
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Phytopathologie
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Virologie
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Zink
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Wirtsorganismus
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China
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Phytomedizin
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Gentechnik
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Virusinfektion
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Deuteromycet
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Pflanzenkrankheit
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Protein
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Pathogenität
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Virus
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Pilz
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Infektion
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Partikel
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Gen
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Klonierung [DNA]
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Mykovirus
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Organismische Interaktion
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RNA
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Replikation
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Reverse Genetik
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Sequenzierung
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Fusarium graminearum
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Translation
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Genomanalyse
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Allelobotanik
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Chrysovirus
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Kapsid
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Region:
Hamburg
Bounding boxes:
9.99302° .. 9.99302° x 53.55073° .. 53.55073°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2013-01-01 - 2025-06-30
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Characterization of a hypovirulent Chrysovirus from Fusarium graminearum: processing of the viral proteins, replication and infection
Description: The isolate Fusarium graminearum China 9 (Fg-ch9) is less virulent on wheat and maize as compared to infections of the wild type isolate Fusarium graminearum PH1 (Fg-PH1). This phenomenon of reduced virulence is known as hypovirulence and is characteristic of several filamentous phytopathogenic fungi. Hypovirulence is induced by mycoviruses from different genera. From Fg-ch9 35-40 nm isometric virus particles (V-ch9) were isolated. The sequence of the viral genome shares high similarity with the genome of Chrysoviruses (Chrysoviridae). Each of the five V-ch9 dsRNA segments, RNA 1 to RNA 5, encodes one open reading frame (ORF) resulting in proteins with molecular weights between 79 and 127 kDa. The 127 kDa ORF encodes the RNA-dependent RNA polymerase (RdRP) which is part of the particle. The proteins, translated from the ORF of RNA 2 and RNA 3, are processed and are part of the capsid. The protein translated from the ORF of RNA 5 contains several zinc-finger motifs and is able to suppress gene silencing. It is not part of the particle. The function and the kind of processing of the protein which is translated from the ORF of RNA 4 are completely unknown. The importance of mycoviruses has only recently been discovered, so that little information about the replication mechanism and interactions between fungus and virus is available. After cloning and sequencing of the genome of V-ch9 and first insights into processing and functions of some of the viral proteins, we want to investigate the replication cycle and processing of the viral proteins in more detail. On the basis of these results we hope to introduce more functions of the proteins. These functions have to be confirmed using a reverse genetics system in a next step. In principle, reverse genetics are applicable for dsRNA viruses. However, since the dsRNA virus genome is not infectious itself as it is for ssRNA viruses and needs a dsRNA protecting capsid as well as an RdRP; the establishment of such a system for dsRNA viruses is laborious. In addition, a simple infection system and a host with a stable virus replication are prerequisites and have to be found for the use of our Fg-ch9 isolate. Therefore, we intend to test an infection via anastomoses. Additionally, in order to obtain a host with stable virus infection we want to eliminate the virus from Fg-ch9 for re-infection and, in a second approach, want to modify the wild type Fg-PH1 to stabilize virus replication. An inoculation protocol and a suitable host are also prerequisites for the establishment of the reverse genetics system. Identifying the replication and functions of the viral proteins of V-ch9 we might, in future, be able to develop applications for the hypovirulence in Fusarium graminearum.
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