76043abf2ebed2c

تأثیر احساس برخی الگو‌های مولکولی مرتبط با میکروب شناخته‌شده در افزایش مقاومت گیاه آرابیدوپسیس

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 استادیار گروه گیاه‌پزشکی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 استاد گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 دانشیار گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

الگوی‌های مولکولی مرتبط با میکروب (Microbe-associated molecular patterns-MAMPs) نقش کلیدی در فعال‌سازی پاسخ‌های ایمنی ذاتی (Innate immunity) در جانوران و به‌صورت مشابهی، به‌عنوان انگیزنده‌های (Elicitors) پاسخ‌های دفاعی در گیاهان دارند. با وجود این، بررسی‌های زیادی دربارة اهمیت واقعی آن‌ها در مقاومت گیاه نسبت به بیمارگرها وجود ندارد. در این تحقیق اثر مشتقات فاکتور نسخه‌برداری Ef-Tu و فلاژلین به‌عنوان MAMPهای شناخته‌شده، در افزایش مقاومت گیاه آرابیدوپسیس نسبت به بیمارگرهای مهم قارچی و باکتریایی بررسی شد. پیش‌تیمار گیاهان Col-0 با هر دوMAMP  به‌صورت معنی‌داری مقاومت گیاهان نسبت به قارچ‌های Botrytis cinerea و Alternaria brassicicola را افزایش داد. پیش‌تیمار برگ‌های Col-0 با هر دو MAMP، منحنی رشد باکتری Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst DC3000) را به‌صورت معنی‌داری تحت تأثیر قرار داد و باعث کاهش سرعت رشد آن شد. علاوه بر این، جمعیت باکتری Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac306) که به‌عنوان غیربیماریزا روی آرابیدوپسیس مطرح است، در برگ‌های گیاهان وحشی که با MAMPها تیمار نشده بودند، بدون تغییر باقی ماند و 48 ساعت بعد از تلقیح، نه کاهش و نه افزایش نشان داد. هر‌چند پیش‌تیمار برگ‌های این گیاه با elf18 به کاهش جمعیت باکتری منجر شد. نتایج این تحقیق نقش ایمنی ذاتی در افزایش مقاومت گیاه نسبت به بیمارگرها را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


A,  Houcine B,  Halima MD,  Imane Z,  Djamal Eddine S,  Abdallah M, Daoudi C (2013) Evaluation of antifungal activity of free fatty acids methyl esters fraction isolated from Algerian Linum usitatissimum L. seeds against toxigenic Aspergillus. Asian Pac J Trop Biomed 3: 443-448.
Abramovitch RB, Martin GB (2004) Strategies used by bacterial pathogens to suppress plant defenses. Current Opinion in Plant Biology 7: 356-364.
Aist JR (1976) Papillae and related wound plugs of plant cells. Annual Review of Phytopathogy 14: 145-163.
Alexander D, Goodman, RM, Gut-Rella M, Glascock C, Weymann K, Friedrich, L, Maddox D, Ahl-Goy P, Luntz T, Ward E, Ryals J (1993) Increased tolerance to 2 oomycete pathogens in transgenic tobacco expressing pathogenesis related protein-1a. Procceding of National Academic Science 90: 7327-7331.
Apel K, Hirt H (2004) Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. AnnualReview of Plant Biology 55: 373-99
Bayles CJ, Ghemawat MS, Aist JR (1990) Inhibition by 2-deoxy-D-glucose of callose formation. papilla deposition and resistance to powdery mildew in an ml-o barley mutant. Physiol. Mol. Plant Pathology 36: 63-72.
Beckman CH, Mueller WC, Teuier BJ, Harrison NA (1982) Recognition and callose deposition in response to vascular. infection in fusa rium wilt-resistant or susceptible tomato plants. Physio1. Plant Pathology 20:1-10.
Chisholm ST, Coaker G, Day B, Staskawicz BJ (2006) Host-microbe interactions: shaping the evolution of the plant immune response. Cell 124: 803-814.
Chuanfu A, Zhonglin M (2012) Not-host defense response in a novel Arabidopsis-Xanthomonas citri subsp. citri pathosystem. PLoS one 7: 1-12.
Dixon RA, Harrison MJ, Lamb CJ (1994) Early events in the activation of plant defense responses. Annual Review of Phytopathology 32: 479-501.
Dow M, Newman MA, von Roepenack E (2000) The induction and modulation of plant defense responses by bacterial lipopolysaccharides. Annual Review of Phytopathology38: 241-261
Felix G, Duran JD, Volko S, Boller T (1999) Plants have a sensitive perception system for the most conserved domain of bacterial flagellin. Plant Journal 18: 265-276.
Felix G, Grosskopf DG, Regenass M, Basse CW, Boller T (1991) Elicitor induced ethylene biosynthesis in tomato cells. Plant Physiology 97: 19-25.
Felix G, Grosskopf DG, Regenass M, Boller T (1991) Rapid changes of protein phosphorylation are involved in transduction of the elicitor signal in plant cells. Procceding of National Academic Science USA 88:8831-4.
Felix G., Regenass M, Boller T (1993) Specific perception of subnanomolar concentrations of chitin fragments by tomato cells. Induction of extracellular alkalinization, changes in protein phosphorylation, and establishment of a refractory state. The Plant Journal 4: 307-316
Gomez-Gomez L, Felix G, Boller T (1999) A single locus determines sensitivity to bacterial flagellin in Arabidopsis thaliana. The Plant Jounal18: 277-84.
Granado J, Felix G, Boller T (1995) Perception of fungal sterols in plants: subnanomolar concentrations of ergosterol elicit extracellular alkalinization in tomato cells. The Plant Physiology 107: 485-490.
Heese A, Hann DR, Gimenez-Ibanez S, Jones AM, He K, Li J, Schroeder JI, Peck SC, Rathjen JP (2007) The receptor-like kinase SERK3/BAK1 is a central regulator of innate immunity in plants. Procceding of National Academic Science USA 104: 12217-12222.
Ito Y, Kaku H, Shibuya N (1997) Identification of a high-affinity binding protein for N-acetylchitooligosaccharide elicitor in the plasma membrane of suspension-cultured rice cells by affinity labeling. The Plant Journal 12: 347-356.
Jabs T, Tschöpe M, Colling C, Hahlbrock K, Scheel D (1997) Elicitor stimulated ion fluxes and O2- from the oxidative burst are essential components in triggering defense gene activation and phytoalexin synthesis in parsley. Procceding of National Academic Science USA 94:4800-5.
Jaffe MJ, Leopoid AC (1984) Callose deposition during gravitropism of Zea mays and Pisum sativum and its inhibition by 2-deoxy-D-glucose. Planta 161: 20-26.
Jones JDG, Dangl JL (2006) The plant immune system. Nature 444: 323-329.
Katagiri F, Thilmony R, He SY (2002) The Arabidopsis Thaliana-Pseudomonas syringae Interaction. The Arabidopsis Book, Rockville, MD, USA: American Society of Plant Biologists 11-35.
Kunze G, Zipfel C, Robatzek S, Niehaus K, Boller T, Felix G (2004) The N terminus of bacterial elongation factor Tu elicits innate immunity in Arabidopsis plants. Plant Cell 16: 3496-507
Niderman T, Genetet I, Bruyère T, Gees R, Stinzi A, Legrand M, Fritig B, Mösinger E (1995) Pathogenesis-related PR-1 proteins are antifungal: Isolation and characterization of three 14 kilodalton proteins of tomato and of a basic PR-1 of tobacco with inhibitory activity against Phytophthora infestans. Plant Physiology 108: 17-22
Nürnberger T, Brunner F, Kemmerling B, Piater L (2004) Innate immunity in plants and animals: striking similarities and obvious differences. Immunological reviews 198: 249-266.
Nuernberger T, Lipka V (2005) Non‐host resistance in plants: new insights into an old phenomenon. Molecular plant pathology 6: 335-345.
Sacks WR, Ferreira P, Hahlbrock K, Jabs T, Nürnberger T (1993) Elicitor recognition and intracellular signal transduction in plant defense. In: Nester EW, Verma DPS, editors. Advances in molecular genetics of plant-microbe interactions. Dordrecht: Kluwer, p. 485-95.
Slanghellini ME, Rasmussen SL, Vandemark GJ (1993) Relationship of callose deposition to resistance of lelluce to Plasmopara lactucae. Phytopathology 83: 1498-1501.
Stanghellini ME, Aragaki M (1966) Relation of periderm formation and callose deposi tion to anthracnose resistance in papaya fruit. Phytopathology 56: 444-450.
Thürig B, Felix G, Binder A, Boller T, Tamm L (2006) An extract of Penicillium chrysogenum elicits early defense-related responses and induces resistance in Arabidopsis thaliana independently of known signalling pathways. Physiology and Molecular Plant Pathology67: 180-193.
Underwood WR (2006) Innate immunity in Arabidopsis thaliana: induction and suppression by Pseudomonas syringae. A dissertation submitted to Michigan State University.
Zimmermann S, Nurnberger T, Frachisse J-M,Wirtz W, Guern J, Hedrich R (1997) Receptor-mediated activation of a plant Ca2C-permeable ion channel involved in pathogen defense. Procceding of National Academic Science USA, 94: 2751-5.
Zipfel C, Kunze G, Chinchilla D, Caniard A, Jones JD, Boller T, Felix G (2006) Perception of the bacterial PAMP EF-Tu by the receptor EFR restricts Agrobacterium-mediated transformation. Cell 125: 749-760.
Jehle AK, Lipschis M, Albert M, Fallahzadeh-Mamaghani V, Fürst U, Mueller K, Felix G (2013) The Receptor-like Protein ReMAX of Arabidopsis thaliana Detects the novel MAMP emax from Xanthomonas. Plant cell25: 2330-2340.