Map-based cloning of susceptibility factors for Bymovirus in barley (H. vulgare L.)

Abstract

Die Hauptarbeit dieser Doktorarbeit war die Identifikation genomischer Variation der PROTEIN DISULFID ISOMERASE LIKE 5-1 (HvPDIL5-1), welche gegen viele Bymovirus-Stämme Resistenz vermittelt. Dass Wildtyp-HvPDIL5-1 Anfälligkeit verursacht, konnte durch TILLING, Komplementation durch Transformation und Allelietests bestätigt werden. Die geographische Verteilung von genetischen Varianten von HvPDIL5-1 bestätigte die Herkunft von Resistenz-vermittelnden Allelen in Ost-Asien. Dies wurde als Folge einer höheren Pathogendiversität und eines höheren Pathogendrucks in Ost-Asien interpretiert. Das identifizierte Gen HvPDIL5-1 ist Mitglied einer größeren Genfamilie, die, in hoher Konservierung der Proteinsequenz, in der Mehrzahl der Tier- und Pflanzenarten zu finden ist. Dies zeigt erstmals, dass dieser Vertreter der Proteindisulfidisomerase-Genfamilie als Anfälligkeit-vermittelnder Faktor in Eukaryoten wirken kann.

The major work within this thesis identified genomic variants of PROTEIN DISULFIDE ISOMERASE LIKE 5-1 (HvPDIL5-1) as the cause of naturally occurring resistance to multiple strains of Bymoviruses. The role of wild-type HvPDIL5-1 in conferring susceptibility was confirmed by TILLING-induced mutant alleles, transgene-induced complementation, and allelism tests using different natural resistance alleles. The geographical distribution of natural genetic variants of HvPDIL5-1 revealed the origin of resistance conferring alleles in domesticated barley in Eastern Asia. Higher sequence diversity was correlated with areas with increased pathogen diversity suggesting adaptive selection for bymovirus resistance. HvPDIL5-1 homologs are highly conserved across species of the plant and animal kingdoms implying that orthologs of HvPDIL5-1 or other closely related members of the PDI gene family may be potential susceptibility factors to viruses in other eukaryotic species.