Ο παραφυλετικός κύκλος στους ασκομύκητες ξεκινά με την αναστόμωση σπορίων ή
υφών διαφορετικών γονοτύπων προς σχηματισμό ετεροκαρύων, ο οποίος ωστόσο συχνά
παρεμποδίζεται από συστήματα ετεροκαρυωτικής ασυμβατότητας. Με βάση τη
συμπεριφορά συμβατότητας, τα στελέχη των αφυλετικών φυτοπαθογόνων μυκήτων του
γένους Verticillium κατατάσσονται σε Ομάδες Βλαστητικής Συμβατότητας
(Vegetative Compatibility Groups, VCGs), οι οποίες θεωρούνται γενετικά
ομοιογενείς και απομονωμένες ενδοειδικές υποομάδες. Ο στόχος της διατριβής ήταν
η μελέτη της ετεροκαρύωσης/ετεροκαρυωτικής ασυμβατότητας κυρίως στο είδος V.
dahliae με προσεγγίσεις πληθυσμιακής βιολογίας, γενετικής, κυτταρικής
βιολογίας-φυσιολογίας και μοριακής βιολογίας-γονιδιωματικής ανάλυσης. Με αυτές
τις μεθόδους (α) αναπτύχθηκαν νέα εργαλεία για την κατάταξη σε μεγάλη κλίμακα
των στελεχών του μύκητα σε VCGs και την ταχεία μοριακή πρόβλεψη της κατάταξης,
(β) αποδείχθηκε πως οι VCGs του V. dahliae δεν είναι γενετικά ομοιογενείς
ομάδες και ότι δεν υφίστανται απόλυτοι γενετικοί φραγμοί μεταξύ αυτών, ενώ η
επιλογή του γενετικού δείκτη που χρησιμοποιείται για την κατάταξη επιδρά
καθοριστικά στα αποτελέσματα της κατάταξης, (γ) μελετήθηκε η αναστόμωση
κονιδίων του μύκητα σε φάση βλάστησης, η δημιουργία ετεροκαρύων και ο
φαινότυπος της ασυμβατότητας στο κυτταρικό επίπεδο, και (δ) πραγματοποιήθηκε
εντοπισμός και ανάλυση in silico των πιθανών γονιδίων που συμμετέχουν στον
έλεγχο της ετεροκαρυωτικής ασυμβατότητας στα είδη του Verticillium, καθώς
επίσης και λειτουργική ανάλυση μέσω στοχευμένης γονιδιακής απαλοιφής των
επιλεγμένων γονιδίων het-c1, het-c2, un-24, vib-1, hex-1 και MAT1-2-1•
αποκαλύφθηκαν λειτουργίες τους σχετικές τόσο με την ετεροκαρυωτική ασυμβατότητα
όσο και με θεμελιώδεις μορφογενετικές και φυσιολογικές διαδικασίες.
(EL)
Anastomosis of conidia or hyphae is the first step of the parasexual cycle in
ascomycetes. This process, however, is often hampered in natural populations of
fungi by vegetative or heterokaryon incompatibility systems. Based on their
compatibility behavior, strains of the asexual phytopathogenic ascomycetes of
the genus Verticillium are classified to Vegetative Compatibility Groups
(VCGs), which are traditionally regarded as genetically homogeneous and
isolated subspecific groups. The goal of this work was to study
heterokaryosis/heterokaryon incompatibility mainly in V. dahliae with
population, genetic, cell biology, genomic and molecular-functional
experimental approaches. With these methods, (i) new methods were developed for
the high-throughput VCG classification of fungal populations and the rapid
molecular prediction of classification, (ii) it was shown that V. dahliae VCGs
are not genetically homogeneous and absolute genetic barriers are absent
between VCGs; a marked impact of the genetic markers used on the VCG
classification of strains was also observed, (iii) anastomoses of conidia, the
establishment of heterokaryons and the incompatibility phenotype were studied
at the microscopic level, (iv) the putative heterokaryon
incompatibility-related gene repertoire of Verticillium species were identified
and analyzed in silico, and the selected genes het-c1, het-c2, un-24, vib-1,
hex-1 and MAT1-2-1 were functionally examined through the construction of gene
knock-out deletion mutants; several phenotypic alterations both in the
compatibility behavior and fundamental morphogenetic/physiological processes
were recorded.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
