Rezisztencia-formák felhasználása a növények immunizálására és ellenálló, transzgenikus növények nemesítésére = Application of resistance forms for immunizing plants against pathogenic infections and for breeding disease resistant transgenic crops

Király, Zoltán and Fodor, József and Gullner, Gábor and Hafez, Yaser Mohamed and Király, Lóránt and Kőmíves, Tamás and Viczián, Orsolya (2009) Rezisztencia-formák felhasználása a növények immunizálására és ellenálló, transzgenikus növények nemesítésére = Application of resistance forms for immunizing plants against pathogenic infections and for breeding disease resistant transgenic crops. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 48866_ZJ1.pdf Download (979kB)

Abstract

A ROS (pl. O2.-, H2O2) felhalmozódása a biotróf patogének által okozott betegségek ellen idéz elő rezisztenciát, a magas szintű antioxidáns kapacitás pedig tüneti rezisztenciát idéz elő nekrotróf kórokozók ellen. - Sikerült olyan dohány- és burgonyavonalakat előállítanunk, amelyek egy szuperoxid-dizmutáz (SOD) és kataláz (CAT) antioxidáns transzgént tartalmaznak. - Az antioxidáns kapacitás fokozását más úton is elértük. Ha kis koncentrációjú H2O2-vel kezeltük a dohányokat, ezek antioxidáns kapacitása jelentősen fokozódott. Az "immunizáló hatás" miatt tüneti rezisztenciát mutattak vírus-, baktérium- és gombakórokozók ellen. - A nem-gazda rezisztencia lényegének megismerése érdekében 18 gazdanövény/patogén kapcsolatot elemeztünk a O2.- akkumulációja szempontjából. A fogékony gazda/patogén kapcsolatokban nincs felhalmozódás, a gazda-rezisztens növényekben kb. 48 órával a fertőzés után a O2.- felhalmozódik, és a hiperszenzitív reakció (HR) is kialakul. A nem-gazda rezisztencia esetében az akkumuláció korábban lebonyolódik. Ez oka lehet a HR hiányának, amelyhez hozzájárulhat egy SOD gén és a BAX-inhibitor 1 gén átmeneti aktiválása is. Ha hősokkal és antioxidánsokkal a rezisztens növényekben gátoljuk a O2.--képződést, az ellenálló növény részlegesen fogékonnyá válik. - Kiderítettük, hogy egy kémiai rezisztencia-induktor (DCINA) úgy fejti ki hatását, hogy csökkenti az antioxidáns kapacitást, így fokozódik a H2O2 akkumulációja, és ez ellenállóságot okoz az árpalisztharmat ellen. | Accumulation of ROS in infected plants may cause resistance to biotrophic pathogens, while high antioxidant capacity is responsible for symptom resistance during diseases caused by necrotrophs. - We created transgenic tobacco and potato that overexpress tomato superoxide dismutase and maize catalase genes. - We also increased the plant´s antioxidant capacity by applying low concentrations of H2O2 which 'immunizes' tobacco plants (induces symptom resistance to viral, bacterial and fungal infections). - It was possible to explain the hitherto unknown mechanism of non-host resistance by analyzing accumulation of O2.- in 18 host/pathogen combinations. In susceptible combinations there was no accumulation. In resistant hosts O2.- accumulated ca. 48 hours after infection. O2.- killed the pathogen and induced plant cell death (hypersensitive response, HR). During non-host resistance, accumulation of O2.- occurred rather early, killing the pathogen and inhibiting HR. Temporary activation of the genes SOD and BAX-inhibitor 1 may also contribute to the lack of HR. When we applied heath shock and antioxidant treatments to barley, accumulation of O2.- in infected non-host and host-resistant plants was suppressed and the resistant plants became partially susceptible to powdery mildew. - Analyzing the mechanism of action of a resistance inducer (DCINA), we detected lower antioxidant capacity in treated barley and a twofold accumulation of H2O2 which caused resistance to powdery mildew.

Actions (login required)

Edit Item