Trehalose utilisation in orchid family and evolution of trehalase genes

Abstract

Klíčení a raný vývoj orchidejí jsou závislé na mykorhizních houbách jako na primárním zdroji uhlíku a živin. Zásadním mechanistickým problémem orchidejové mykorhizy je vysvětlení toho, jak orchideje během svého obligátně mykotrofního raného vývoje získávají přístup k houbovým zásobám sacharidů. Tato disertační práce ve formátu thesis by publication syntetizuje čtyři studie, které se zabývají časnými heterotrofními fázemi vývoje orchidejí a dvě z nich se přímo zaměřují na otázku, jak se uhlík houbového původu může stát pro orchideje využitelným během heterotrofního vývoje, přičemž trehalóza je zde použita jako hlavní kandidátní molekula, protože je u hub hojně zastoupena, zatímco u většiny rostlin je její metabolismus silně omezen. Napříč fylogeneticky širokým souborem orchidejí trehalóza, podaná jako jediný rozpustný zdroj uhlíku, podporuje vývoj protokormů a za srovnatelných podmínek často vykazuje účinnost srovnatelnou se sacharózou nebo glukózou. Funkční inhibice poskytuje klíčovou mechanistickou interpretaci: inhibice trehalázy blokuje vývoj podporovaný trehalózou a zastavuje symbiotický růst protokormů, což ukazuje, že aktivita trehalázy je nezbytná pro využití uhlíku odvozeného z trehalózy. Tomu odpovídá i prostorová asociace aktivity trehalázy s mykorhizními strukturami a detekovatelná...

Klíčení a raný vývoj orchidejí jsou závislé na mykorhizních houbách jako na primárním zdroji uhlíku a živin. Zásadním mechanistickým problémem orchidejové mykorhizy je vysvětlení toho, jak orchideje během svého obligátně mykotrofního raného vývoje získávají přístup k houbovým zásobám sacharidů. Tato disertační práce ve formátu thesis by publication syntetizuje čtyři studie, které se zabývají časnými heterotrofními fázemi vývoje orchidejí a dvě z nich se přímo zaměřují na otázku, jak se uhlík houbového původu může stát pro orchideje využitelným během heterotrofního vývoje, přičemž trehalóza je zde použita jako hlavní kandidátní molekula, protože je u hub hojně zastoupena, zatímco u většiny rostlin je její metabolismus silně omezen. Napříč fylogeneticky širokým souborem orchidejí trehalóza, podaná jako jediný rozpustný zdroj uhlíku, podporuje vývoj protokormů a za srovnatelných podmínek často vykazuje účinnost srovnatelnou se sacharózou nebo glukózou. Funkční inhibice poskytuje klíčovou mechanistickou interpretaci: inhibice trehalázy blokuje vývoj podporovaný trehalózou a zastavuje symbiotický růst protokormů, což ukazuje, že aktivita trehalázy je nezbytná pro využití uhlíku odvozeného z trehalózy. Tomu odpovídá i prostorová asociace aktivity trehalázy s mykorhizními strukturami a detekovatelná...