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Master's dissertation

Title
Functional analysis of chestnut Ginkbilobin2-like gene, candidate to Phytophthora cinnamomi resistance.

Participants in the publication
Candeias, G. C. (Author)
Serrazina, S. (Supervisor)
Dep. Biologia Vegetal
BioISI
Portugal, A. (Supervisor)
Vaz Dias, F. (Co-Supervisor)
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DE LISBOA
BioISI - Biosystems & Integrative Sciences Institute
Monteiro, F. (Co-Supervisor)
cE3c/FCUL

Summary
Phytophthora cinnamomi represents a significant threat to most chestnut and oak species inPortugal, and climate change shows signs of exacerbating its impact. This study deepens theknowledge of Cast_Gnk2-like-based resistance mechanisms using gene expression, heterologousexpression and in silico analysis in an attempt to harness the resistance characteristics of Castaneacrenata against P. cinnamomi.Phylogenetic analysis shows that Cast_Gnk2-like has two DUF26 domains, suggesting structuralsimilarity to AFP-1 from Zea mays. This study compares cysteine-rich repetitive secretoryproteins (CRRSP) and their potential role in the defence of plants of the Fagaceae family. Theoverexpression of Cast_Gnk2-like in susceptible species of the Fagaceae family and the potentialfor mannose binding activity are examined by Quantitative Reverse Transcription PCR and insilico analysis respectively.Transient expression in Nicotiana benthamiana indicates secretion of Cast_Gnk2-like, showingtransport of the protein from the cytosol to the apoplast. Antagonism assays between theprotein and P. cinnamomi indicate that the Na-HEPES buffer at 7.5 pH affects the growth ofP. cinnamomi, thus further in vivo studies are recommended to validate the putative bindinginteraction between Cast_Gnk2-like and mannose and/or actin.This research highlights the potential of Cast_Gnk2-like to improve resistance against P.cinnamomi. Future studies focused on specific transcription factors of Cast_Gnk2-like as wellas protein-ligand interactions should be carried out to elucidate the function of the gene in Castaneacrenata in order further the understanding of its defence mechanisms.\nPhytophthora cinnamomi representa uma ameaça significativa para grande parte das espécies decastanheiro e carvalho em Portugal, adicionalmente as alterações climáticas mostram sinais deexacerbar o seu impacto. Este estudo aprofunda os conhecimentos dos mecanismos de resistênciabaseados em Cast_Gnk2-like utilizando expressão génica, expressão heteróloga e análise in siliconuma tentativa de aproveitar as características de resistência de Castanea crenata contra P.cinnamomi.A análise filogenética mostra que Cast_Gnk2-like possui dois domínios DUF26, sugerindosemelhança estrutural com AFP-1 de Zea mays. O estudo compara as proteínas secretóriasrepetitórias ricas em Cisteína (CRRSP) e o seu potencial papel na defesa de plantas da famíliaFagaceae. A sobrexpressão de Cast_Gnk2-like em espécies suscetíveis da familia Fagaceae e opotencial para actividade de ligação à manose são examinados através de PCR quantitativo detranscriptase reversa e analise in silico respectivamente.A expressão transiente em Nicotiana benthamiana indica a secreção de Cast_Gnk2-like,mostrando o transporte da proteína, do citosol para o apoplasto. Ensaios de antagonismo entrea proteína e P. cinnamomi indicam que o tampão Na-HEPES a 7.5 pH afecta o crescimento deP. cinnamomi, sendo assim recomendados mais estudos in vivo para validar a interação putativade ligação entre Cast_Gnk2-like e a manose e/ou actina.Esta pesquisa destaca o potencial de Cast_Gnk2-like em melhorar a resistência contra P.cinnamomi. Futuros estudos focados em factores de transcrição específicos de Cast_Gnk2-likebem como em interacções proteína-ligando devem ser feitos para elucidar a função do gene emCastanea crenata de forma a dar continuidade ao estudo dos seus mecanismos de defesa.


Institution
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE COIMBRA

Where published
Repositório científico da UC

Publication Identifiers

Address
Coimbra, Portugal


Keywords
heterologous expression confocal microscopy In silico analysis gene expression Fagaceae