Study of Rapid Alkalinization Factor (RALF)genes as plant susceptibility agents during plant-pathogen interaction in strawberry

Rapid Alkalinization Factor (RALF) are cysteins-rich peptides ubiquitous in plant kingdom. They play multiple roles as hormone signals and recently their involvement in host-pathogen crosstalk as negative regulator of immunity in Arabidopsis has also been recognized. In addition, RALF homologue peptides are secreted by different fungal pathogens as effectors during early stages of infections. The aim of this work was to characterize RALF genes as susceptibility factors during plant pathogen interaction in strawberry. For this, the genomic organization of the RALF gene families in the octoploid strawberry (Fragaria × ananassa) and the re-annotated genome of Fragaria vesca were described , identifying 13 member in F. vesca (FvRALF) and 50 members in F. x ananassa (FaRALF). The changes in expression of fruit FaRALF genes was investigated upon infection with C.acutatum and B. cinerea showing that, among RALF genes expressed in fruit, FaRALF3 was the only one upregulated by fungal infection in the ripe stage. A role of FaRALF3 as susceptibility gene was then assessed trough Agrobacterium-mediated transient FaRALF3 overexpression and silencing in fruits, revealing that FaRALF3 expression promotes fungal growth and hyphae penetration in host tissues. In silico analysis was used to identify distinct pathogen inducible elements upstream of the FaRALF3 gene. Agroinfiltration of strawberry fruit with deletion constructs of the FaRALF3 promoter identified a 5’ region required for FaRALF3 expression in fruit, but failed to identify a region responsible for fungal induced expression. Furthermore, FaRALF3 and strawberry receptor FERONIA (FaMRLK47) were heterologously expressed in E. coli in order to purify active proteins forms and study RALF-FERONIA interaction in strawberry. However, it was not possible to obtain pure and active proteins. Finally RNAi transgenic plants silenced for the FvRALF13 gene were genotypically and phenotypically characterized suggesting a role of FvRALF13 in flowering time regulation and reproductive organs development.

Genetic and process engineering approaches for improving lipid productivity in the non-conventional oleaginous yeast Cutaneotrichosporon oleaginosus

Gli oli microbici stanno ricevendo sempre più attenzioni come possibile alternativa agli oli vegetali, nel processo di sostituzione dei combustibili fossili. Tuttavia, diversi aspetti necessitano di essere ottimizzati al fine di ottenere oli economicamente competitivi e con caratteristiche chimico-fisiche desiderate. In questa ricerca, sono stati utilizzati due differenti approcci per poter realizzare l’obiettivo preposto. Il primo, si è basato sull’ingegnerizzazione genetica del lievito C. oleaginous, al fine di incrementare la produttività di lipidi e modificare la composizione dei trigliceridi (TAG) sintetizzati. Un protocollo basato su una trasformazione genetica mediata da Agrobacterium è stato utilizzato per sovraesprimere la diacilglicerol trasnferasi (DGA1), l’enzima responsabile dell’ultimo step della sintesi dei TAG, e la Δ9-desaturasi, l’enzima che catalizza la conversione dell’acido stearico (C18:0) in acido oleico (C18:1). La selezione di colonie positive e l’analisi dei mutanti ottenuti ha confermato la buona riuscita della trasformazione. Il secondo approccio ha mirato a studiare l’influenza sulla crescita e sul profilo di lipidi accumulati da C. oleaginous da parte di diversi acidi grassi volatili (VFAs), una materia prima ottenibile da trattamenti di scarti industriali. A questo proposito, sono state utilizzate fermentazioni fed-batch su scala da 1-L basate su glucosio e miscele sintetiche di acido acetico e di VFAs come fonte di carbonio. L’utilizzo simultaneo di acido acetico e acidi secondari ha mostrato come sia possibile stimolare il metabolismo microbico al fine di incrementare l'accumulo di oli e ottenere una composizione chimica lipidica desiderata.