Investigation of plant gene involvement in plantTrichoderma interactions
(2020) BIOM02 20201Degree Projects in Biology
- Abstract
- New approaches in agriculture utilizing plant-growth promoting microorganisms have the potential to decrease our reliance on artificial fertilizers and pesticides, which is an evergrowing societal concern. Fungi of the genus Trichoderma are abundant in soils all over the world and can positively affect plant stress tolerance and yield. However, this growthpromoting effect is dependent on the plant genotype. The aim of this study is to investigate the potential role of plant LETM genes in the growth-stimulating effects of Trichoderma, and in the cellulase-induced resistance to alamethicin (CIRA), a process which protects the plant from a non-specific antibiotic, which inhibits growth in plants produced by Trichoderma spp. Previously, CIRA... (More)
- New approaches in agriculture utilizing plant-growth promoting microorganisms have the potential to decrease our reliance on artificial fertilizers and pesticides, which is an evergrowing societal concern. Fungi of the genus Trichoderma are abundant in soils all over the world and can positively affect plant stress tolerance and yield. However, this growthpromoting effect is dependent on the plant genotype. The aim of this study is to investigate the potential role of plant LETM genes in the growth-stimulating effects of Trichoderma, and in the cellulase-induced resistance to alamethicin (CIRA), a process which protects the plant from a non-specific antibiotic, which inhibits growth in plants produced by Trichoderma spp. Previously, CIRA have only been assayed in tobacco cells and in intact plants of Arabidopsis thaliana. In this study, novel methodologies are developed to quantify a CIRA response in two inbred lines of sugar beet (Beta vulgaris), which is compared to their respective growth effect following Trichoderma spp. inoculation. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Mikrobiella allierade för en hållbar matproduktion
Människans matproduktion har problem. Samtidigt som det pågår stora påtryckningar från samhället att övergå till mer hållbara jordbruksformer måste vi hela tiden producera mat till fler människor. Hur kan vi skala upp matproduktionen samtidigt som vi måste värna om den biologiska mångfalden och möta klimatmålen? Istället för kemiska bekämpningsmedel finns det potential att använda sig av en naturlig resurs som är lätt att förbise: Växters naturliga mikrobiella flora.
Trichoderma är en svamp som finns i jordar på alla kontinenter. Det är en frilevande svamp som kan leva på döda växter, men också som parasit på andra svampar. Vissa arter av Trichoderma har även förmågan att växa in i... (More) - Mikrobiella allierade för en hållbar matproduktion
Människans matproduktion har problem. Samtidigt som det pågår stora påtryckningar från samhället att övergå till mer hållbara jordbruksformer måste vi hela tiden producera mat till fler människor. Hur kan vi skala upp matproduktionen samtidigt som vi måste värna om den biologiska mångfalden och möta klimatmålen? Istället för kemiska bekämpningsmedel finns det potential att använda sig av en naturlig resurs som är lätt att förbise: Växters naturliga mikrobiella flora.
Trichoderma är en svamp som finns i jordar på alla kontinenter. Det är en frilevande svamp som kan leva på döda växter, men också som parasit på andra svampar. Vissa arter av Trichoderma har även förmågan att växa in i växters rotsystem och upprätta ett mutualistiskt förhållande med växten. Trichoderma får ta del av växtens överskott av energi, och växten får ta del av Trichodermas många egenskaper. Växter som odlas tillsammans med Trichoderma har generellt bättre näringsupptag, är mer stresståliga, samt växer snabbare och producerar större skörd. I vissa fall har till och med besprutning med Trichoderma-sporer visat sig vara lika effektivt som konventionella besprutningsmedel. Om Trichoderma kan användas inom matproduktion skulle det kunna minska behovet av både konstgödsel och kemiska bekämpningsmedel, men det finns några problem innan det kan bli verklighet.
Vid klassisk växtförädling fokuserar man traditionellt på att förbättra tillväxt och skörd, men i processen förloras andra egenskaper, till exempel växtens förmåga att dra nytta av Trichoderma. Förädlade växter inom samma art visar ofta stor variation hur de påverkas av Trichoderma: Vissa växer snabbare och producerar större skörd, vissa påverkas inte något nämnvärt, medan andra växer långsammare och producerar mindre skörd. Det finns med andra ord en genetisk komponent hos växten som avgör hur kompetent den är att odlas tillsammans med Trichoderma. Om man visste vilka av växtens gener som är viktiga för en gynnsam Trichoderma-symbios skulle växtförädlare kunna använda denna kunskapen för att göra sina grödor Trichoderma-kompetenta.
Trichoderma utsöndrar en coktail av olika gifter för att kunna konkurrera om resurser i jorden. Bland dessa finns även en typ av antibiotika som kallas för alamethicin, en peptid som dödar celler genom att skapa hål i cellmembran. Men, alamethicin är inte bara verksamt mot andra mikroorganismer, utan kan även skapa hål i växters cellmembran vilket påverkar dess tillväxt negativt. För att förhindra detta har växter utvecklat ett skydd som aktiveras när växten känner närheten av Trichoderma, men detta är en av de genetiska mekanismer som har gått förlorat hos många förädlade grödor.
I denna studien utvecklas metoder för att kunna studera den genetiska mekanism som skyddar växter mot alamethicin. Tidigare har denna mekanism endast påvisats hos modellorganismerna tobak och backtrav, men i denna studien påvisas det inducerbara alamethicin-skyddet för första gången i en livsmedelsgröda, sockerbetan. Denna metodik är första steget för att studera mekanismen inom sockerbeta samt öppnar upp för möjligheten att genomföra snabb och storskalig testning av sockerbetelinjer för att testa deras Trichoderma-kompetens.
Masterexamensprojekt i Biologi 30 hp 2020 Biologiska institutionen, Lunds universitet
Handledare: Allan Rasmusson Växtbiologi, Biologiska institutionen, LU (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9029314
- author
- Andersson, Jesper
- supervisor
- organization
- course
- BIOM02 20201
- year
- 2020
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9029314
- date added to LUP
- 2020-09-15 11:30:56
- date last changed
- 2020-09-15 11:30:56
@misc{9029314,
abstract = {{New approaches in agriculture utilizing plant-growth promoting microorganisms have the potential to decrease our reliance on artificial fertilizers and pesticides, which is an evergrowing societal concern. Fungi of the genus Trichoderma are abundant in soils all over the world and can positively affect plant stress tolerance and yield. However, this growthpromoting effect is dependent on the plant genotype. The aim of this study is to investigate the potential role of plant LETM genes in the growth-stimulating effects of Trichoderma, and in the cellulase-induced resistance to alamethicin (CIRA), a process which protects the plant from a non-specific antibiotic, which inhibits growth in plants produced by Trichoderma spp. Previously, CIRA have only been assayed in tobacco cells and in intact plants of Arabidopsis thaliana. In this study, novel methodologies are developed to quantify a CIRA response in two inbred lines of sugar beet (Beta vulgaris), which is compared to their respective growth effect following Trichoderma spp. inoculation.}},
author = {{Andersson, Jesper}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Investigation of plant gene involvement in plantTrichoderma interactions}},
year = {{2020}},
}