Page 108 - 2010-2011

107
Η RNA σίγηση (RNA interference, RNAi) έχει χαρακτηριστεί ως μηχανισμόs άμυνας των οργανισμών
ενάντια στην προσβολή τους από ξένο γενετικό υλικό. Ειδικότερα στα φυτά αποτελεί, εκτός των
άλλων, τον βασικό μηχανισμό άμυνας ενάντια στους ιούς, ενώ τελευταία πειραματικά δεδομένα
δείχνουν την εμπλοκή της RNAi και στην αλληλεπίδραση των φυτών με φυτοπαθαγόνα βακτήρια και
μύκητες. Σκοπός ήταν η διερεύνηση της επίδρασης της RNAi στην αλληλεπίδραση των φυτών με
διαφορετικούς φυτοπαθοπαθογόνους μικροοργανισμούς χρησιμοποιώντας ακριβώς τον ίδιο τον
μηχανισμό της, για αναστολή της γονιδιακής της έκφρασης. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν
διαγονιδιακά φυτά Nicotiana benthamiana στα οποία είχε ανασταλεί ξεχωριστά ή σε συνδυασμό η
έκφραση βασικών πρωτεϊνών ρυθμιστών της RNAi (dcl-1, dcl-2, dcl-3, dcl-4, rdrp6)
1. Ιοί
Η αλληλεπίδραση αυτών των φυτών αρχικά με τον ιό του κροταλίσματος του καπνού
(Tobacco rattle virus, TRV) που εκφράζει την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) έδειξε ότι τα
ταυτόχρονα τροποιημένα φυτά για τις δυο πρωτείνες dcl-2/4 έδειξαν τη μεγαλύτερη ευπάθεια σε
σχέση με τον μάρτυρα (φυτά N. benthamiana αγρίου τύπου). Σε ποσοστό 80% τα τροποποιημένα
φυτά έδειξαν ελαφρύ μωσαϊκό και παραμόρφωση ενώ ο άγριος τύπος παρέμεινε χωρίς συμπτώματα.
Ελαφρά συμπτώματα έδειξαν επίσης τα φυτά με τη σίγηση στο γονίδιο rdrp6. Παρόμοια αποτελέσματα
λήφθηκαν και στην περίπτωση μόλυνσης με τον ιό του πράσινου ποικιλοχλωρωτικού μωσαϊκού της
αγγουριάς (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV). H συγκέντρωση του ιού ήταν μεγαλύτερη
στα φυτά με τις μερικές σιγήσεις στα γονίδια dcl-2/4 και rdrp6, όπως έδειξε η εξέτασή τους με ημι-
ποσοτική ELISA. Δοκιμή όμως με ιούς των γενών Potyvirus και Cucumovirus έδωσε διαφορετικά
αποτελέσματα. Οι ιοί αυτοί ήταν πολύ επιθετικοί και οπλισμένοι με αποτελεσματικούς καταστολείς του
μηχανισμού της σίγησης των φυτών με αποτέλεσμα την άμεση κάμψη των μηχανισμών άμυνας τους
είτε ήταν τροποποιημένα είτε όχι.
2. Μύκητες
Για την διερεύνηση της επίδρασης της RNAi στην αλληλεπίδραση των φυτών με
φυτοπαθοπαθογόνους μύκητες, πραγματοποιήθηκε μόλυνση των διαγονιδιακών φυτών Nicotiana
benthamiana (dcl-1, dcl-2, dcl-3, dcl-4, dcl-2/4, rdrp6) με τον εδαφογενή μύκητα αδρομύκωσης
Verticillium dahliae (φυλή 1 της τομάτας). Καταγράφηκε η πρόοδος της ασθένειας κάθε στελέχους με
βάση το ποσοστό των μολυσμένων φύλλων σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα και υπολογίστηκε ο
δείκτης AUDPC (area under the disease progress curve, εμβαδό κάτω από την καμπύλη προόδου της
ασθένειας). Η αλληλεπίδραση αυτών των φυτών με τον μύκητα V. dahliae έδειξε ότι τα φυτά
τροποποιημένα ως προς την πρωτεΐνη dcl-3 παρουσίασαν μεγαλύτερη ευπάθεια (στατιστικά
σημαντικά υψηλότερη ασθένεια) σε σχέση με τον μάρτυρα.
3. Βακτήρια
Για τη διερεύνηση της αλληλεπίδρασης των διαγονιδιακών σειρών με φυτοπαθογόνα
βακτήρια, πραγματοποιήθηκαν μολύνσεις με μια σειρά φυτοπαθογόνων βακτηρίων. Σε συγκεκριμένες
αλληλεπιδράσεις όπου διαγονιδιακές σειρές παρουσίασαν αυξημένη ευπάθεια σε σύγκριση με το
μάρτυρα, πραγματοποιήθηκαν πληθυσμιακές αναλύσεις σε 3 επαναλήψεις. Τα αποτελέσματα των
επαναλήψεων ήταν συγκρίσιμα και αποκάλυψαν όχι μόνο αυξημένους -σε στατιστικά σημαντικό
βαθμό - πληθυσμούς βακτηρίων έναντι του μάρτυρα, αλλά και πως συγκεκριμένες γονιδιακές σιγήσεις
γονιδίων που σχετίζονται με τη σίγηση έχουν επίδραση στην εκδήλωση της άμυνας του φυτού σε
σημείο που να επιδρούν στο εύρος των ξενιστών του.
Τα ανωτέρω έγιναν στο πλαίσιο υλοποίησης του έργου: Development of Benaki
Phytopathological Institute as a Centre of Excellence in plant health and Crop protection (FP7-
REGPOT-2008-1, No230010)
ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ Δρ Α. Μαρκέλλου
ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΡΓΟΥ Εναρξη 1.5.2009, Λήξη 30.4.2012