A szimbiotikus gümő kialakulásában résztvevő két gén azonosítása Medicago truncatula-ból térképezésen alapuló génizolálással. = Isolation of two Medicago truncatula genes involved in the development of the symbiotic nodule by map-based cloning.

Abstract

A pályázat célja a Sinorhizobium meliloti és a Medicago truncatula között létrejövő szimbiotikus nitrogénkötő kapcsolat kialakításában résztvevő két M. truncatula gén (DMI1 és PDL) azonosítása volt. A mutánsok szimbiotikus fenotípusa azt valószínűsítette, hogy a mutációt szenvedett gének termékei a szimbiotikus gümő kialakulásának korai szakaszában, a bakteriális jelmolekula (Nod faktor) által elindított szignálútban, illetve a gümő organogenezisben vesznek részt. A gének azonosítását térképezésen alapuló génizolálással végeztük el, az izolált gének azonosságát pedig genetikai komplementációs kísérletekkel igazoltuk. Az DMI1 gén egy olyan fehérjét kódol, amely nem mutat hasonlóságot semmilyen eddig ismert növényi fehérjével, vagy annak alegységével. Tartalmaz viszont egy konzervativ domént, amely kisebb mértékű, de az egész doménre kiterjedő hasonlóságot mutatott bakteriális kálium csatornák TrkA doménjével, így a DMI1 fehérje feltételezhetően kation csatornaként, vagy annak alegységeként működik. A PDL gén klónozása során azonosítottunk egy AP2-típusú domént tartalmazó ERF típusú transzkripciós faktort kódoló gént, amely tartalmazott egy mutációt a pdl mutánsban. Együttműködő partnerünkkel bizonyítottuk a gén azonosságát és kimutattuk, hogy a gén szükséges a Nod faktor által indukált nodulin gén expresszióhoz, és meghatároztuk a Nod factor szignálútban elfoglalt helyét. | The aim of this project was to identify two Medicago truncatula genes, DMI1 and PDL which are required to establish symbiotic nitrogen fixing interaction between Sinorhizobium meliloti and M. truncatula. Based on the mutant phenotype, DMI1 and PDL were proposed to act in the Nod factor signal transduction pathway and revealed that the DMI protein is essential to enable mycorrhizal associations. The DMI1 and PDL genes were identified in cooperation with other laboratories by map-based cloning; that is 'chromosomal walking' starting from the closely linked molecular markers to the mutant genes were carried out. Transformation experiments were performed using the wild type genes to complement the mutant phenotypes genetically. The DMI1 gene encodes a protein with low global similarity to a ligand-gated cation channel domain of archaea. The pdl mutant was allelic to the bit1 mutant that shows a slightly different mutant phenotype and the two genes were renamed as ERN (ERF Required for Nodulation). ERN encodes a protein containing a highly conserved AP2 DNA binding domain. We identified the position of ERN in the Nod factor signal transduction pathway and showed that ERN is necessary for Nod factor?induced gene expression