mechanizmy odporności roślin na patogeny
TRANSCRIPT
Mechanizmy odporności roślin na patogeny
Typy reakcji obronnych
Odporność gen-na-gen Reakcja nadwrażliwości (hypersensitivity
response) Systemiczna odporność nabyta (SAR -
systemic aequired resistance) Transdukcja sygnałów (signal transduc-
tion)
Odporność gen-na-gen
Ta reakcja odpornościowa występuje wtedy, gdy patogen posiadający gen awirulencji Avr zaatakuje roślinę posiadającą gen odporności R.
Patogen może posiadać kilka genów Avr, tak jak roślina może posiadać kilka genów R. Geny R sterują reakcjami obronnymi.
W ramach tej reakcji może nastąpić wybuch tlenowy, synteza białek PR, fitoaleksyn, ligniny itp.
Przykłady genów Avr i R
Pomidor Pto - Pseudomonas syringae avrPto
Ekspresja - kinaza białkowa Pomidor Cf-9 - Cladosporium fulvum Avr9 Ekspresja - białka bogate w leucynę (LRR -
leucine reach repeat) Kukurydza Hm1 - Cochliobolus
carbonum ? Ekspresja - reduktaza toksyny
Co kodują geny R?
o Enzymy (kinazy)o Receptory kinazo Białka bogate w leucynę (LRR -
lecine-rich repeatso Sekwencje aminokwasów podobne
do miejsc wiązania nukleotydów np. ATP, GTP (NBS - nucleotide binding sites), leucyny (LZ - leucine zippers)
Na czym polega aktywacja białka?
Aktywacja receptora kinaz
Domeny
HR - zaprogramowana śmierć komórki (nadwrażliwość komórek)
Oksydaza NADPH
O2 O2• —
SODH2O2
OH2• OH•
Peroksydacja lipidów błonowych
Lipoksygenaza
LignifikacjaJ
Ucieczka jonów
Reakcja nadwrażliwości
Apoptoza
Objawy nekrozy na liściach jęczmienia porażonego przez grzyba Bipolaris sorokiniana (apoptoza komórek)
Lignifikacja ścian komórkowych
SAR
Infekcja, zranienie (nekroza)
SA PRP RFT fitoaleksyny lignina
SA PRP fenole
Rola SA w SAR
Malamy et al., (1990) Metraux et al., (1990).
ISR SAR
Inicjacja sygnałówPIP2 - fosfatydyloinozytolo(4,5)bisfosforan, DAG -
diacyloglicerol, IP3 - trifosfoinozytol
R Oksydaza NADPH
Ca2+
Kinaza białkowa kalmodulinozależna
Kinaza białkowa C
Białko G
Flipaza C
E
PIP2 DAG
IP3
Błona komórkowaO2 O2
• —
Transdukcja sygnałów w komórce
Pythium na jęczmieniu
Infekcja wywołana przez kompleks Pythium spp. Typhula incarnata na rajgrasie włoskim
Pleśń śniegowa wywołana przez Typhula ishikariensis na pszenicy ozimej
Microdochium nivale
Proponowany model mechanizmu reakcjiodpornościowej na patogeny śniegowe i na mróz
Fruktozo-1-P
Glukozo-6-PSacharoza
Wakuola
Fruktany
Transportdo węzłów
FruktozaGlukoza
HeksokinazaTransdukcja sygnałów
Reakcja odporności
H2O
w
grzyb
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
X XI XII I II III IV
miesiące
oC
1999/2000
2000/2001
Mean month precipitation
0
20
40
60
80
100
120
140
X XI XII I II III IVmonths
mm
1999/2000
2000/2001
Number of days with snow cover
0
5
10
15
20
25
30
35
X XI XII I II III IV
months
nu
mb
er o
f d
ays
wit
h s
no
w c
ove
r
1999/2000
2000/2001
Mean depth of snow cover
0
5
10
15
20
25
30
35
40
X XI XII I II III IVmonths
cm
1999/2000
2000/2001