Terminid (0)

Terminid
• SNARE,  soluble  N-ethylmaleimide  sensitive  factor adaptor  protein ; 
• Receptors TMD, Trans-membrane  domain ; 
• PR, Pathogenesis- related ;
• qRT-PCR, quantitative Real Time PCR;
• CDD, Conserved Domain Database; 
• HMM,  Hidden  Markov Model; 
• MSA, Multiple sequence  alignment ; 
• PDB, Protein Data  Bank ; 
• DOPE, Discrete Optimized Protein Energy;
• MOF, MODELLER Objective  Function ; 
• NILs,  Near -isogenic lines
•  Leaf   rust ;
• Ustilago maydis, maisinõe  seen  
• bread  wheat , Triticum suvitrühvel L
• tobacco, Nicotiana  tabacum
• oder, Hordeum vulgare
•  riis  O. riis  indica  
• nr: mitte ülearune; 
• S-PI, susceptible  patogeen  nakatunud,
• S-M, susceptible negative  control ; 
• GAPDH Glütseraaldehüüd-3-Fosfaat Dehüdrogenaas
3.5. SNARE geenide up- regulation   leherooste   nakkuse  ajal  nisus
• Paremaks arusaamiseks SNARE geenide funktsioonist mRNA tasemel, 
ruumilised ja  ajalised  expression  patterns  võrreldi ja contrasted in  mock - and 
pathogen-inoculated tundliku ja resistantse nisu NILs. 
• qRT-PCR  based  geen expression uuringud avaldasid SNARE koopia potentsiaalse rolli 
incompatible (resistentsusgeeni varjav taim vs. virulentne patogeen) leherooste 
koostoimete ajal. 
• Kui HD2329 +  Lr28  rida oli nakatatud leherooste patogeeniga, relative to the HD2329 
isoliin ja mock-inoculated controls,täheldati kõigi kolme SNARE geeni väljendi kasvu 
( Fig. 7). 
• Sobimatu  koostoime  ajal, oli väljend indutseeritud 12 hpi-lt onwards kõigile kolmele 
SNARE geenile (Fig. 7). 
• Maksimaalne väljendperiood 24 ja 48 hpi-l vastasid proliferatsiooni perioodile ja 
patogeeni sekundaarse hyphae levik naaberrakkudele. 
• Surface mature appresoria kokkuvarisemine initiates rakusisest ramification of 
secondary nakkuse rakusisest ramification hyphae 72 hpi-l. 
• In  contrast , susceptible taimedes näitas palju madalamat kasvu SNARE geenide 
expression levels võrreldes resistantsete taimedega. 
• The mock inoculated resistentsetes (R-M) ja tundlikes taimedes (S-M), patogeeni surve 
puudumisel, näitas ebaolulisi muutusi expression profiiilides.
Olulised erinevused SNARE geenide väljendis
resistantsete mock ja nakatunute koostoimete, 
tundlike mock ja nakatunute koostoimete, 
ning resistentsete nakatunute ja tundlike nakatunute koostoimete 
vahel, 
olid arvutatud kasutades ∆Ct väärtusi kui P ≤ 0.01. 
• T-väärtused (tabel 5) näitasid olulist erinevust kriitilisest t 
väärtusest (4.604), seega näidates significant alterations 
target  geenide väljendis maximum expression juures ja implicate 
nende rolli kaitses. 
• see selge aegruumi ekspressioonimuster tuvastatud SNARE 
geenide  sobivate  ja ebasobivate koosmõjude ajal 
demonstreerib selle  positiivset  rolli leherooste vastu 
nisutaimedes.
4. Arutelu
• Antud  uuringus  identifitseerisime 35 SNARE geeni nisu genoomist 
kasutades  homoloogia  otsinguid. 
• Eeldatakse, et nisu, millel on suur genoom (16.94 Gb), võib  sisaldada  palju 
rohkem SNARE geene. 
• Me tuvastasime kolm SNARE homoloogi geeni (SNARE3, SNARE5 ja SNARE6) 
nisu kultivarist HD2329+Lr28 kasutades homoloogia otsinguid. 
• Fülogeenetiline puu näitab et SNARE3 ja SNARE5 kuuluvad Qc II gruppi ja SNARE6 
kuulub Qb II gruppi. 
• Modelleri tarkvara abiga , prognoositi kõigile kolmele SNARE geenile 3-D  struktuurid . 
• Kõigis  kolmes  mudelis avastati α-heliksilised aktiinfiiberi struktuurid. 
• SNARE6 poolt kodeeritud polüpeptiiidide mudelis näib olevat kaks väikse pöördega 
eraldatud α-heliksilise rulli lõiku, ja kaks rulli murduvad üksteise peale as a hairpin. 
• See on analoogiline SNAREdele nimega SNAP (SNAP-25, SNAP-29, SNAP-47) mida 
tuntakse kui Qbc SNAREsid, kuna nad sisaldavad kahte SNARE domeeni (Qb & Qc) 
ainsas polüpeptiiidde ahelas ja nad murduvad üksteise peale SNARE kompleksi 
moodustamise ajal. 
• Seega panustab see üksik proteiin SNARE kogunemise ajal kaks SNARE domeeni 
neljast vajalikust  ja kaks teist valku(Qa Syntaxinist ja R Brevins/Longinsist) 
panustavad kaks teist domeeni.
•  Venni diagrammid lubavad kiiret suhete visualisatsiooni paljastades 
ristmikud (kattumised) ja lahkmed(mitte-kattumised) suurteks 
bioloogilisteks andmekogusteks ja on tihti kasututatud erinevate 
liikide kogu genoomi analüüsiks. 
• Eraldi ja kattuvates ortoloogilistes klastrites kuvatud genoomiülesed 
ortoloogilised võrdlused Venni diagrammis, mis provides  igat  liiki 
esindavaid various shapes, geene või geeniklastreid illustreerivate ... 
kattuvate regioonidega, mis on  ainulaadsed  või jagatud iga liigi vahel. 
• Kuna meid huvitas ainult nisu SNARE homology, on meil  mainitud  
ainult nisu sisaldavaid klastreid. 
• Genoomilaiune ortoloogiliste klastrite analüüs on tähtis võrdleva 
geneetika uuringute komponent. 
• Kattuvuse identifitseerimine ortoloogiliste klastrite hulgas võimaldab 
funktsioonide ja proteiinide evolutsiooni selgitamist  across  paljude 
liikide.
• SNARE3, SNARE5 ja SNARE6 väljendus oli erinevalt indutseeritud leherooste poolt sobivate ja 
ebasobivate koostoimete ajal, vihjab nende nisu SNARE geenide võimalikule osalusele vastusena 
leherooste nakkusele. 
• Sarnaselt, taimespetsiiifilisi SNARE sisaldav Qc-SNARE domeen nisus TaSPY71 oli erinevalt 
indutseeritud vastusena (Puccinia striiformis f. sp. Tritici)-le nii sobivate kui ebasobivate 
koostoimete ajal. 
• Arvatakse et eritusprotsessid aitavad kaasa kaitsemehhanismidele taime-patogeeni koostoime 
vastu. 
• Kohaspetsiifiline, antimikroobse sekundaarse metaboliidi (fütoaleksiini) lokaliseeritud kasv oli leitud S. bicolori 
apoplastis vastusena seente patogeenile (Colletotrichum graminicola).
• Fütoaleksiini kogunemine algab sfäärilise tsütoplasma inclusions  ilmingutega  diameetriga umbes 1 μm mis 
ühinevad, moodustades suure 20 μm diameetriga üksuse. 
• Sarnaselt oli  odra  jahukastme koostoime ajal jälgitud vakuoolistruktuure sisaldava H2O2 sadestust.
• Ultrastrukturne analüüs näitas et need vesiikulilaadsed kehad koosnevad laiast valikust rakustruktuuridest 
mis kaasaarvatud pisikesed rakuseina appositions, para- mural  kehad, ja multivesikulaarsed kehad. 
• See tingimus kajastab erinevate antimikroobsete proteiinide, regulatoorsete polüpeptiidide, rakuseina osade, 
ja muu kaitseotstarbelise lasti eritransporti . 
• SNARE  homoloogid  on seotud vesiikuli- vahendatud vastupanuga triiproostele. 
• Peale fütoaleksiinide väljatõukamist, kaitseotstarbeliste polüpeptiidide massiivi eksotsütoosi, niinimetatud 
patogenees sugulasvalkudega, apoplastiline ruum on tavaline vastus mikroobirünnakule mida on uuritud 
paljudes patosüstemides. 
• Taime-patogeeni koostoimes näitas varasem uuring et t-SNARE on vajalik endotsütoosiks taime-patogeense 
maisinõe seene   esialgse  arengufaasi ajal , SNARE tähtsuse aluseks mõlemale partnerile taime-mikroobi 
koostoimes.
• Vaatamata hästi arusaadud eritatud antimikroobsete ühendite ja polüpeptiidide 
rollile raku piires, on transpordirada sünteesialalt toimekohale siiani  saladus . 
• SNAREdel peaks olema põhiroll taime kaitses. 
• AtSYP121 alleeli inaktiveerimine ( kodeerib  Qa-SNARE) ja selle ortoloogil 
HvROR2 odras on kõrge peremeesrakkude sisend kas kohandamata 
seeneliikide või kõrge resistentsusega odra poolt mlo mutant alleelis. 
• AtSYP121 geeni puudumine tagajärjeks on  viivitus  lokaliseeritud rakuseina 
appositions tekkimisel kohandamata jahukastme attack  sites  , suggesting et 
AtSYP121 soodustab pathogen- triggered  rakuseina tugevduste õigeaegset 
loomist. 
• Peale rolli mängimise seente levikus, on SNARE ka seotud postinvasiivsete 
kaitsekihtide regulatsiooniga.
• Odra Qa + Qb-SNARE kodeerimisgeeni HvSNAP34 (AtSNAP33-e  ortoloog ) 
inaktiveerimine , näitas suurenenud seente sisenemismäära täielikult 
resistentses mlo genotüübis. 
• On  pakutud , et Qa-SNARE fosforülatsioon võib olla säilinud esialgne vastus 
erinevat tüüpi taime kaitses. 
•  In the  present   study  we identified 35 SNARE  genes  from wheat genome using 
homology searches. It is expected that wheat, havinglarge genome  size  (16.94 Gb), 
might  contain  many more SNARE  genes . 
• We identified three SNARE homologue genes (SNARE3, SNARE5 and SNARE6) from 
the wheat cultivar HD2329 + Lr28 using homology searches. 
• The phylogenetic tree  shows  that SNARE3 and SNARE5 belong to Qc II group and 
SNARE6 belong to Qb II group. 
• With the help of Modeller software 3-D  structures  were predicted for all the three 
SNARE genes. The α- helical  coiled coil structures were detected in all three models. 
• The model of the polypeptide encoded by SNARE6 seems to have two stretches of α-
helical coils, separated by a small turn and the two coils fold onto each  other  as a 
hairpin. 
• This is analogous to SNAREs called SNAPs (SNAP-25, SNAP-29, SNAP-47) which are 
referred  to as the Qbc SNAREs, as they contain two SNARE domains ( both  Qb & Qc) in 
a  single  polypeptide chain and they fold  upon  each other  during  SNARE complex 
formation . 
• Therefore, during SNARE  assembly , this  single protein contributes two SNARE 
domains out of the  four  required SNARE domains and two other proteins (Qa from 
Syntaxins and R from Brevins/Longins) contribute the other two domains.
• 4. Discussion
•     In the present study we identified 35 SNARE genes from wheat genome using homology 
searches. 
• It is expected that wheat,  having  large genome size (16.94 Gb), might contain many more 
SNARE genes. 
• We identified three SNARE homologue genes (SNARE3, SNARE5 and SNARE6) from the wheat 
cultivar HD2329 + Lr28 using homology searches. 
• The phylogenetic tree shows that SNARE3 and SNARE5 belong to Qc II group and SNARE6 
belong to Qb II group. 
• With the help of Modeller software 3-D structures were predicted for all the three SNARE genes. 
The α-helical coiled coil structures were detected in all three models. 
• The model of the polypeptide encoded by SNARE6 seems to have two stretches of α-helical 
coils, separated by a small turn and the two coils fold onto each other as a hairpin. 
• This is analogous to SNAREs called SNAPs (SNAP-25, SNAP-29, SNAP-47) which are referred  to 
as the Qbc SNAREs, as they contain two SNARE domains (both Qb &Qc) in a single polypeptide 
chain and they fold upon each other during Fig. 7. qRT-PCR analyses of three SNARE genes. 
• Leaf tissues were used for both inoculated and mock inoculated  plants  of resistant and 
susceptible NILs at 0, 12, 24, 48, 72 and 168 hpi.
• Relative gene quantification was calculated by  comparative  ΔΔCt  method . GAPDH expression 
level was used as internal  reference  gene and data from three biological replicates mean ± SD 
was plotted.
• Venn  diagrams  allow for  quick  visualization of relationships by 
revealing intersections (overlaps) and disjunctions (non-
overlaps) for large biological datasets, and are often used in 
whole -genome  analysis  across  species . Genome  wide  
orthologous  comparisons displayed in separate and 
overlapping orthologous clusters in the Venn diagram, which 
provides various shapes representing each species with 
overlapping regions illustrating the genes or gene clusters that 
are  unique  to or shared between  each species. Since we were 
interested only in wheat SNARE homology, we have mentioned 
only those clusters containing wheat. Genome wide analysis of 
orthologous clusters is an  important  component of 
comparative genomics  studies . Identifying the overlap among 
orthologous clusters enables elucidation of the  functions  and 
evolution  of proteins across multiple species.
• Expression of SNARE3, SNARE5 and 
SNARE6 were differentially induced by P. 
triticina during compatible and 
incompatible interaction,
• suggesting the possible involvement of 
these  wheat SNARE genes in
• response to leaf rust infection.  Similarly , a 
Qc-SNARE domain containing  plant   specific  
SNARE in wheat TaSPY71 was 
differentially......
•  
• induced in response to Puccinia striiformis f. sp. tritici during both compatible and incompatible 
interactions . 
• Secretory processes are  thought  to help in  defense  response in plant-pathogen interaction. Site-
specific, localized  increase  of an antimicrobial secondary metabolite (phytoalexin) was  found  in the 
apoplast of S. bicolor in response to the fungal pathogen
• Colletotrichum graminicola. The  accumulation  of phytoalexin starts with the occurrence of spherical 
cytoplasmic inclusions of about 1 μm in diameter that merge to form a large entity of ~ 20 μm 
diameter. 
• Similarly, during barley-powdery mildew interaction the deposition of H2O2 containing vacuole struc 
tures were observed.
• Ultrastructural analysis showed that these vesicle-like bodies consist of a broad range of cellular 
structures that includes miniature cell  wall  appositions, para-mural bodies, and multivesicular bodies. 
• This condition reflects the specialized transport of  different  antimicrobial proteins, regulatory 
polypeptides, cell wall components, and other defense-related cargo. 
• SNARE homologues are involved in vesicle-mediated resistance to  stripe  rust (Puccinia striiformis f. sp. 
tritici). 
• Besides the extrusion of phytoalexins, the exocytosis of an array of defense-associated polypeptides, 
the so called pathogenesis-related proteins, into the apoplastic space is a common response to 
microbial attack that has been observed in numerous pathosystems.
• In plant-pathogen interaction, an earlier study showed that the  t-SNARE is necessary for endocytosis 
during the initial stage of  development  of plant-pathogenic corn smut fungus Ustilago maydis, 
underlying the  importance  of SNAREs for both partners of plant-microbe interaction.
• In spite of the well understood  role  of secreted antimicrobial 
compounds and polypeptides at the cell boundary, the transport 
route from site of synthesis  to the site of action is  still a mystery. 
SNAREs are  supposed  to have a  fundamental  role in plant defense 
( Collins  et al., 2003). Inactivation of allele AtSYP121 (encodes Qa-
SNARE) and its ortholog HvROR2 in barley have high levels of host  
cell  entry  either by non-adapted fungal species or in the  highly  
resistant barley mlo mutant allele (Assaad et al., 2004). Absence of 
the AtSYP121 gene  results  in a delay in the formation of localized cell 
wall appositions at attack sites of non-adapted powdery mildews, 
suggesting that AtSYP121 contributes to the timely establishment of 
pathogen-triggered cell wall reinforcements (Assaad et al., 2004). 
Besides  playing  a role during fungal
• penetration, SNAREs are also involved in regulation of post invasive 
de-
• fense layers (Zhang et 
5. Kokkuvõte
• Me oleme klooninud kolme täielikku open  reading  
frame containing cDNA sequences of SNARE genes 
and analyzed their predicted proteins.
• Taken together, this study represents the  first  
systematic analysis of SNARE genes in wheat that 
provides  early  evidence of three wheat SNARE 
homologues to have a vital role in vesicle-
mediated plant immunity. 
• For an  understanding  of the detailed molecular 
mechanisms and their exact role in wheat defense 
to leaf rust more detailed studies are needed.

Document Outline

• Terminid
• Slide 2
• Slide 3
• 4. Arutelu
• Slide 5
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Slide 12
• Slide 13
• 5. Kokkuvõte