Nicola Schmidt (Technische Universität Dresden)
Rübenpflanzen waren das Studienobjekt von Nicola Schmidt, die sie im Gewächshaus des Biologischen Instituts der TU Dresden untersuchte.
Nicola Schmidt erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Technischen Universität Dresden im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.
Titel:
Charakterisierung des endogenen Pflanzenpararetrovirus beetEPRV3 im Genom der Zuckerrübe Beta vulgaris, einem Vertreter der Florendoviren aus der Familie der Caulimoviridae
Erstmals wurden die drei Endopararetrovirus-Familien im Zuckerrübengenom beschrieben und mit Fokus auf die Familie beetEPRV3 auf ihre Eigenschaften untersucht. Es wurde deutlich, dass sich alle beetEPRV-Familien in ihrer elementaren Struktur voneinander unterscheiden, was erste Rückschlüsse auf deren evolutionäre Entwicklung zuließ. Zudem wurde eine Einbettung der viralen Sequenzen in äußerst AT-reiche Heterochromatinbereiche festgestellt. Aufgrund dieser Tatsache konnten Hypothesen aufgestellt werden, die die fehlende Virulenz der beetEPRVs erklären.
Endopararetroviren (EPRVs) sind im Tier- und Pflanzenreich weit verbreitet und zeichnen sich durch eine Integration ihrer DNA ins Wirtsgenom aus. Eine Reaktivierung kann Krankheitsbilder auslösen, so zum Beispiel bekannt bei Tabak oder Petunie. Mithilfe umfassender bioinformatischer Methoden erfolgte in dieser Arbeit eine Identifizierung der EPRVs im Zuckerrübengenom und deren phylogenetische Zuordnung zu den Florendoviren, einer sehr abundanten Gattung der Caulimoviridae. Für alle drei Familien wurde die Elementstruktur rekonstruiert, wobei sich herausstellte, dass zwei Familien (beetEPRV1 und beetEPRV3) intakte Kopien besitzen, während die dritte Virus-Familie (beetEPRV2) deutlich fragmentierter ist. Die Familie beetEPPRV3 wurde darüber hinaus mittels molekularbiologischer und cytogenetischer Methoden wie der Southern-Hybridisierung und der Fluoreszenz in situ Hybridisierung untersucht. Es zeigte sich, dass EPRVs dieser Familie häufig in stark kompaktierten, repetitiven und somit schwer zugänglichen DNA-Bereichen akkumulieren, wodurch sie einer Eliminierung aus dem Zuckerrüben-Genom entgehen konnten. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis der Virulenzentstehung von EPRVs bei, die in einigen Wirtspflanzen über lange Zeit erhalten geblieben ist.
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Nicola Schmidt fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Thomas Schmidt an.