Növényvírusok replikációjában, a tünet kialakulásában és a növény védekezési rendszerében szerepet játszó gazdagének azonosítása és vizsgálata = Identification and analyses of altered patterns of gene expression in compatible host elicited by plant virus infection

Az poszt-transzkripcionális gén csendesítés (PTGS) egy hatékony antivirális védekezési rendszer növényekben. Adataink azt mutatták, hogy amíg a vad típusú vírus (CymRSV) az egész növényt megfertőzi addig a p19 (a vírus PTGS szuppresszor fehérjéje) deficiens vírus felhalmozódása csak az erekre és azok környékére korlátozódik. Ezek az eredmények arra utaltak, hogy a p19 képes megakadályozni a PTGS mobil szignál által kiváltott aktiválódását a fertőzési front előtt, előidézve a növény általános fertőzöttségét. Továbbiakban, azonosítottuk a PTGS alapvető szerepét a DI RNS mediálta tünet csökkentésben. Adataink megmutatták a PTGS asszociált 21nt siRNS-sek szerepét a szisztemikus szignalizációs eseményekben. Azonosítottuk a DI RNS-ek 5' végi szakaszát mint a tünet módosításban szerepet játszó legfontosabb régiót. Létrehoztunk egy Arabidopsis protoplaszton alapuló szinkronizált infekciós rendszert és azonosítottunk egy endogén gént, amely teljes "shut off"-t mutat vírus fertőzött növényben. Módisított LNA oligonukleotidok felhasználásával létrehoztunk egy olyan érzékeny kis RNS detektálási rendszert, amely lehetővé teszi a vírus ertőzésben szerepet játszó miRNS-ek kimutatását mind northern blot analízissel mind in situ hibridizációval. | In plants post-transcriptional gene silencing (PTGS) is an ancient and effective defense mechanism against virus infection. We showed that in contrast to the uniform accumulation of CymRSV throughout systemically infected leaves, the presence of p19 (PTGS suppressor of the virus) deficient virus was confined to and around the vascular bundles. These results suggest that the role of p19 is to prevent the onset of mobile signal induced systemic PTGS ahead the virus infection front leading to generalized infection. We also showed that the activation of PTGS plays a pivotal role in DI RNA-mediated interference. Our data identified the pivotal role of 21 nt siRNAs in PTGS signaling. In addition we identified a 5' proximal sequence element of DI RNAs as the most important symptom determinant region. We established a Arabidopsis protoplast based synchronized infection system and identified an endogenous gene showing complete shut off in virus infected plants. Moreover, we enhanced the sensitivity of detecting mature microRNAs by LNA modified oligonucleotides probes, which may open the way of northern blot and in situ detection of miRNAs playing important in symptom development

Mikro RNS alapú génszabályozás mechanizmusának vizsgálata növényekben = Characterization of the mechanism of miRNA controlled gene expression in plants

A vírusfertőzési folyamatok tanulmányozása során kimutatható volt az AGO1 mRNS és a miR168 expressziójának emelkedése. Különböző növény-vírus interakciókat vizsgálva kimutattuk, hogy az AGO1 mRNS a gazda védekezési reakciójának következtében nő meg, míg a megemelkedett miR168 szint, mely térben átfed a vírus által elfoglalt növényi szektorokkal, a vírus ellentámadásának a következménye. Kimutattuk, hogy a miR168 indukció a miR168 prekurzor molekula megnőtt expressziójának és felgyorsult érésének az eredménye. Eredményeink szerint a megemelkedett miR168 szint transzlációsan gátolja az AGO1 mRNS-t, így a növényben az AGO1 fehérje szintje lecsökken. A növények géncsendesítés alapú védekező válaszának elkerülésére a vírusok különböző szupresszor molekulákat fejlesztettek ki, melyek ezt a folyamatot más-más szinten képesek gátolni. Az általunk tranziens rendszerben vizsgált különböző silencing szupresszorok minden esetben indukálták a miR168 termelődését. Ezek szerint a különböző silencing szupresszorok speciális hatásuk mellett egy univerzális mechanizmussal is gátolják a növény védekező folyamatait: a miR168 szintjének megelelésével gátolják az AGO1 fehérje akkumulációját és így aktivitását. | Virus infections induce the expression of ARGONAUTE1 (AGO1) mRNA and in parallel enhance the accumulation of miR168 (regulator of AGO1 mRNA). Here we show that in virus infected plants the enhanced expression of AGO1 mRNA is not accompanied by increased AGO1 protein accumulation. We also demonstrate that the induction of AGO1 mRNA level is a part of the host defence reaction while the induction of miR168, which overlaps spatially with virus-occupied sectors, is mediated mainly by the Tombusvirus p19 RNA silencing suppressor. The absence of p19 results in the elimination of miR168 induction and accompanied with the enhanced accumulation of AGO1 protein. In transient expression study p19 mediates the induction of miR168 and the down regulation of endogenous AGO1 level. P19 is not able to efficiently bind miR168 in virus infected plants indicating that this activity is uncoupled from the small RNA binding capacity of p19. Our results imply that plant viruses can inhibit the translational capacity of AGO1 mRNA by modulating the endogenous miR168 level to alleviate the anti-viral function of AGO1 protein

Tükör: A Belügyi Szemle útja a kvartilisek táborába – fejlesztések, eredmények, feladatok

In the world of journals, the column Mirror offers generally also an opportunity for a hard check, for a facing of results, for a contemplation of successes and failures. In Belügyi Szemle we consider the occasionally published column Mirror as a view about us and a description of that in the truest sense in the world. In this column we plan to publish massages where authors intend to present a reflection of their professional and scientific area and to describe a hard check in connection with that. With launch of this column, we have the unveiled aim to build a bridge offering bidirectional information stream for authors and readers. A mirror works properly when it offers a look without any distortions of reality for the reader standing in front of it. We know that having different viewpoints you will get different pictures. We always try to avoid the phenomenon of curved mirrors and keep continuously the straight angle of 180 grades, as we believe that in this way, we can show our readers the most perfect reality in an objective way. After that it is up to the reader if he wants to look into the mirror from a different angle or would like to know what is hidden on the other side of the mirror. It is also clear for us that the picture of a mirror is, in spite of any efforts to show the most authentic picture, simpler and paler than reality. Therefore, it is possible that the reader will not always get the most complex and best contrasted picture in the mirror in front of him. A year has passed since our editorial team in the new composition started its work. Also therefore, we think that it is worth stopping, looking into the mirror, preparing a bill and looking back into the past year, evaluating the way passed and the results reached. Many things happened in the past year in the life of our editorial team. In our article – although we can only give you a snapshot of the events of nearly four hundred days – we have tried to give a look for our readers into everyday life and results of the editorship.A folyóiratok világában a Tükör elnevezésű rovat általában is lehetőséget ad az önvizsgálatra, az eredményekkel történő szembenézésre, a sikerek és kudarcok mérlegre tételére. A Belügyi Szemlében esetenként jelentkező Tükör rovatunkat az önmagunkra tekintésnek és az azt leíró műfajnak tekintjük a szó legszorosabb értelmében. E rovatban olyan közlemények megjelentetését tervezzük, amelyekben a szerzők az általuk művelt szakmai- és tudományterületet érintően a valóság tükörképének megjelentetésére és az ezzel kapcsolatos önvizsgálat leírására törekszenek. Az új rovat elindításával nem leplezett célunk, hogy egy kétirányú információáramlást biztosító hidat építsünk a szerzők és az olvasók közé. Egy tükör akkor jó, ha a tükör előtt álló olvasó elé egy torzításmentes valóság tárul. Jól tudjuk, ha más-más (szem)szögből nézünk a tükörbe, más és más kép tárul elénk. Mi igyekszünk a görbetükör jelenséget elkerülve mindvégig tartani az egyenes, a száznyolcvanfokos szöget, mert hisszük, hogy ezáltal tárulhat olvasóink elé a valóságot objektív módon tükröző, legteljesebb valóság. Aztán az olvasó joga, hogy más (szem)szögből is betekint-e a tükörbe, esetleg kíváncsi, hogy a tükör másik oldalán mi rejtőzik. Tisztában vagyunk azzal is, bármennyire törekszünk a valóság leghitelesebb tükörképének megjelenítésére, a tükörkép mindig is szegényebb, fakóbb lesz a valóságnál. Ezért lehetséges az, hogy az olvasó nem mindig a legteljesebb, a legkontrasztosabb képet látja az elé tartott tükörben. Az új összetételű szerkesztőség munkába állása óta több mint egy esztendő telt el. Ezért is gondoltuk úgy, hogy érdemes egy pillanatra megállni, tükörbe nézni, számot vetni, visszatekinteni az elmúlt egy évre, és értékelni az eddig megtett utat, az elért eredményeket. Sok minden történt az elmúlt egy évben szerkesztőségünk életében. Cikkünkben – bár csak egy pillanatfelvételt tudunk most adni a közel négyszáz nap történéseiből – törekedtünk arra, hogy olvasóink betekintést nyerhessenek a szerkesztőség mindennapi életébe, eredményeibe. Érkezett: 2020. október 5. Elfogadva: 2020. december 12

Minősített folyóirat lett a Belügyi Szemle 2021-ben: Belügyi Szemle a fejlődés útján – határok nélkül

Aim: The aim of the study is for the editors to present and evaluate the results of Belügyi Szemle in 2021, and to set out the goals, scientometrics tasks and development plans planned for 2022. The authors of this article are the heads and staff of the Editorship of Belügyi Szemle.Methodology: The authors examine, analyse, systematize and summarize the statistical and scientometrics of the Open Journal Systems (OJS), the Library of Hungarian Scientific Works (MTMT), the Belügyi Szemle website and Facebook page. The authors also examine the development of the Belügyi Szemle journal in relation to their achievements in the domestic and international scientific field, and formulate their professional findings along these lines.Findings: In their work, the authors state that the development and implementation of an action plan outlining effective professional and scientific steps is essential for the further international development of Belügyi Szemle. From the domestic and international results achieved by the Editorship of Belügyi Szemle, it can be stated that Belügyi Szemle represents the professional andscientific interests of the Ministry of the Interior and conveys its values as an authoritative journal.Value: The Editorship, with its conscious, dynamic and purposeful development of the Hungarian and international scientific arena, greatly supports the goal of being included in the databases of Scopus and the international indexing organizations of Clarivate – Web of Science as a qualified journal in 4–5 years. One of the stages of this was that Belügyi Szemle in 2021 became an MTMT Qualified Journal.Cél: A tanulmány célkitűzése, hogy a szerkesztők bemutassák és értékeljék a Belügyi Szemle folyóirat 2021-ben megvalósult eredményeit, továbbá lefektessék a 2022-es évre tervezett célokat, a tudománymetriai feladatokat és a fejlesztési terveket. A cikk szerzői a Belügyi Szemle Szerkesztőségének vezetői és munkatársai.Módszertan: A szerzők az Open Journal Systems (OJS), a Magyar Tudományos Művek Tára (MTMT), a Belügyi Szemle weblapjának és Facebook-oldalának statisztikai és tudománymetriai adatait vizsgálják, elemzik, rendszerezik és összegzik. A szerzők továbbá vizsgálják a Belügyi Szemle folyóirat fejlődésének útját a hazai és a nemzetközi tudományos térben elért eredményeik vonatkozásában, illetve ezek mentén fogalmazzák meg szakmai megállapításaikat.Megállapítások: A szerzők munkájukban megállapítják, hogy a Belügyi Szemle folyóirat további nemzetközi fejlesztéséhez elengedhetetlen egy hatékony szakmai és tudományos lépéseket felvázoló akcióterv kidolgozása és végrehajtása. A Belügyi Szemle Szerkesztősége által elért hazai és nemzetközi eredményekből megállapítható, hogy a Belügyi Szemle mértékadó folyóiratként képviseli a Belügyminisztérium szakmai és tudományos érdekeit, és közvetíti értékeit.Érték: A Szerkesztőség a Belügyi Szemle folyóirat hazai és nemzetközi tudományos színtéren történő tudatos, dinamikus és célirányos fejlődésével nagymértékben támogatja azt a célkitűzést, hogy 4–5 év múlva minősített folyóiratként legyen jelen a Scopus, valamint a Clarivate – Web of Science nemzetközi indexelő szervezetek adatbázisaiban. Ennek egyik állomása, hogy a BelügyiSzemle 2021-ben MTMT minősített folyóirat lett

Cold-Dependent Expression and Alternative Splicing of Arabidopsis Long Non-coding RNAs

Plants re-program their gene expression when responding to changing environmental conditions. Besides differential gene expression, extensive alternative splicing (AS) of pre-mRNAs and changes in expression of long non-coding RNAs (lncRNAs) are associated with stress responses. RNA-sequencing of a diel time-series of the initial response of Arabidopsis thaliana rosettes to low temperature showed massive and rapid waves of both transcriptional and AS activity in protein-coding genes. We exploited the high diversity of transcript isoforms in AtRTD2 to examine regulation and post-transcriptional regulation of lncRNA gene expression in response to cold stress. We identified 135 lncRNA genes with cold-dependent differential expression (DE) and/or differential alternative splicing (DAS) of lncRNAs including natural antisense RNAs, sORF lncRNAs, and precursors of microRNAs (miRNAs) and trans-acting small-interfering RNAs (tasiRNAs). The high resolution (HR) of the time-series allowed the dynamics of changes in transcription and AS to be determined and identified early and adaptive transcriptional and AS changes in the cold response. Some lncRNA genes were regulated only at the level of AS and using plants grown at different temperatures and a HR time-course of the first 3 h of temperature reduction, we demonstrated that the AS of some lncRNAs is highly sensitive to small temperature changes suggesting tight regulation of expression. In particular, a splicing event in TAS1a which removed an intron that contained the miR173 processing and phased siRNAs generation sites was differentially alternatively spliced in response to cold. The cold-induced reduction of the spliced form of TAS1a and of the tasiRNAs suggests that splicing may enhance production of the siRNAs. Our results identify candidate lncRNAs that may contribute to the regulation of expression that determines the physiological processes essential for acclimation and freezing tolerance

Insight on genes affecting tuber development in potato upon <i>Potato spindle tuber viroid</i> (PSTVd) infection

Potato (Solanum tuberosum L) is a natural host of Potato spindle tuber viroid (PSTVd) which can cause characteristic symptoms on developing plants including stunting phenotype and distortion of leaves and tubers. PSTVd is the type species of the family Pospiviroidae, and can replicate in the nucleus and move systemically throughout the plant. It is not well understood how the viroid can affect host genes for successful invasion and which genes show altered expression levels upon infection. Our primary focus in this study is the identification of genes which can affect tuber formation since viroid infection can strongly influence tuber development and especially tuber shape. In this study, we used a large-scale method to identify differentially expressed genes in potato. We have identified defence, stress and sugar metabolism related genes having altered expression levels upon infection. Additionally, hormone pathway related genes showed significant up- or down-regulation. DWARF1/DIMINUTO, Gibberellin 7-oxidase and BEL5 transcripts were identified and validated showing differential expression in viroid infected tissues. Our study suggests that gibberellin and brassinosteroid pathways have a possible role in tuber development upon PSTVd infection

In Situ Characterization of Cymbidium Ringspot Tombusvirus Infection-Induced Posttranscriptional Gene Silencing in Nicotiana benthamiana

In plants, posttranscriptional gene silencing (PTGS) is an ancient and effective defense mechanism against viral infection. A number of viruses encode proteins that suppress virus-activated PTGS. The p19 protein of tombusviruses is a potent PTGS suppressor which interferes with the onset of PTGS-generated systemic signaling and is not required for viral replication or for viral movement in Nicotiana benthamiana. This unique feature of p19 suppressor allowed us to analyze the mechanism of PTGS-based host defense and its viral suppression without interfering with other viral functions. In contrast to the necrotic symptoms caused by wild-type tombusvirus, the infection of p19-defective mutant virus results in the development of a typical PTGS-associated recovery phenotype in N. benthamiana. In this report we show the effect of PTGS on the viral infection process for N. benthamiana infected with either wild-type Cymbidium Ringspot Tombusvirus (CymRSV) or a p19-defective mutant (Cym19stop). In situ analyses of different virus-derived products revealed that PTGS is not able to reduce accumulation of virus in primary infected cells regardless of the presence of p19 PTGS suppressor. We also showed that both CymRSV and Cym19stop viruses move systemically in the vasculature, with similar efficiencies. However, in contrast to the uniform accumulation of CymRSV throughout systemically infected leaves, the presence of Cym19stop virus was confined to and around the vascular bundles. These results suggest that the role of p19 is to prevent the onset of mobile signal-induced systemic PTGS ahead of the viral infection front, leading to generalized infection

Identification and Characterization of miRNA Transcriptome in Potato by High-Throughput Sequencing

<div><p>Micro RNAs (miRNAs) represent a class of short, non-coding, endogenous RNAs which play important roles in post-transcriptional regulation of gene expression. While the diverse functions of miRNAs in model plants have been well studied, the impact of miRNAs in crop plant biology is poorly understood. Here we used high-throughput sequencing and bioinformatics analysis to analyze miRNAs in the tuber bearing crop potato (<i>Solanum tuberosum</i>). Small RNAs were analysed from leaf and stolon tissues. 28 conserved miRNA families were found and potato-specific miRNAs were identified and validated by RNA gel blot hybridization. The size, origin and predicted targets of conserved and potato specific miRNAs are described. The large number of miRNAs and complex population of small RNAs in potato suggest important roles for these non-coding RNAs in diverse physiological and metabolic pathways.</p> </div