Isolation and molecular analysis of the pepper Bs4C resistance gene that mediates recognition of the cognate Xanthomonas TAL effector protein AvrBs4
Plant Genetics and Genomics
Final Report Abstract
Das Resistenzgen Bs4C aus Capsicum pubescens (Paprika) vermittelt Erkennung des Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) TAL- Effektorproteins AvrBs4 und verleiht so Resistenz gegen Xcv, den Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit auf Tomate und Paprika. Ziel des vorliegenden Projektantrages war die molekulare Isolierung des Bs4C-Gens mit Hilfe eines neuartigen Transkriptom-basiertem Genisolierungskonzeptes. Dieses Konzept fundiert auf der Arbeitshypothese, dass Bs4C ausschließlich von AvrBs4 transkriptionell aktiviert wird, ansonsten Bs4C-Transkripte in C. pubescens aber nicht detektierbar sind. Mit Hilfe von RNA-Seq-Analysen konnten AvrBs4-induzierte Bs4C-Kandidatengene identifiziert werden. Eines der identifizierten Kandidatengene wurde nur in An- aber nicht in Abwesenheit von AvrBs4 transkribiert. Koexpression dieses Kandidatengens mit AvrBs4 resultierte in einer Immunreaktion und zeigte somit, dass das identifizierte Kandidatengen in der Tat das gesuchte Resistenzgen Bs4C ist. Dieser Befund belegt nicht nur die erfolgreiche Isolierung des Bs4C-Gens sondern validiert auch die Funktionalität des neuen Transkriptom-basierten Genisolierungskonzeptes. Bs4C enthält in seinem Promoter eine funktionale AvrBs4-Bindestelle und wird entsprechend von AvrBs4 transkriptionell aktiviert. Das vorhergesagte 169 AS-lange Bs4C-Protein lokalisiert im Golgi-Apparat und Endoplasmatischen Reticulum und umfasst 4 putative Transmembrandomänen. Die Struktur, subzelluläre Lokalisation und Funktion von Bs4C weist Ähnlichkeiten zum Resistenzprotein Xa10 aus Reis auf, dass die Erkennung des Xanthomonas oryzae TAL-Effektorproteins AvrXa10 vermittelt. Diese Daten weisen darauf hin, dass das Paprika Bs4C- und das Reis Xa10-Protein auf ähnlich Weise Immunantworten auslösen.
Publications
- 2012. RNA-seq pinpoints a Xanthomonas TAL-effector activated resistance gene in a large crop genome. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 109: 19480-19485
Strauß T, Van Poecke R, Strauß A, Römer P, Minsavage GV, Singh S, Wolf C, Strauß A, Kim S, Lee H-A, Yeom S-I, Parniske M, Stall RE, Jones JB, Choi D, Prins M, Lahaye T
(See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1212415109)
