Upload
magda-no
View
2.871
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Citation preview
Rola hormonów w reakcji roślin na patogeny
Kwas jasmonowy
• Kwas jasmonowy (JA) i jego pochodne zaliczane są do związków nazywanych jasmonidami lub jasmonianami.
• Związki te występują w postaci 4 stereo-izomerów np. (-) kwas jasmonowy i (+) kwas 7-izo-jasmonowy. Formy (-) są bardziej aktywne od form (+). Kwas jasmonowy wykryto w roślinach należących do 160 rodzin (grzyby, glony, rośliny wyższe).
Synteza kwasu jasmonowego
Kwas jasmonowy
Kwas linolenowy
lipoksygenaza
Synteza JA cd.• JA powstaje z kwasu linolenowego
w wyniku reakcji katalizowanej przez lipoksygenazę. Najbardziej znaną pochodną JA jest ester metylowy (JA-Met).
• JA tworzy koniugaty z aminokwasami aromatycznymi lub alifatycznymi. Ester metylowy nadaje zapach kwiatom jabłoni, jaśminu.
• Jasmoniany hamują, indukują lub stymulują zmiany na poziomie molekularnym. Wpływają na transkrypcję genów kodujących specyficzne białka powstające podczas zranienia, patogenezy, w stresie osmotycznym – JIP (jasmonate-induced proteins).
Rola JA
• przyspiesza rozpad chlorofilu (procesy starzenia)
• stymuluje lub hamuje kiełkowanie nasion (w zależności od gatunku)
• obniża wydajność fotosyntezy netto, podwyższa wartość punktu kompensa-cyjnego, hamuje aktywność Rubisco, podwyższa fotooddychanie
• opóźnia dojrzewanie owoców
• inhibuje enzymy proteolityczne oraz poligalakturonazę
• ma podobne działanie do ABA
• stymuluje produkcję etylenu• współdziała z giberelinami, a
jest antagonistą cytokininKwas poligalakturonowy
• JA jest akumulowany w roślinach zranionych i traktowanych elicytorami grzybowymi, uniemożliwia kiełkowanie zarodników Phytophtora infestans na pomidorze i ziemniaku, oraz
• mączniaka na owsie, JA-Met hamuje kiełkowanie zarodników Alternaria alternata.
Objawy mączniaka na owsie
Alternaria alternata
• JA aktywuje ekspresję genów kodujących tioniny, osmotyny i innych PR protein, wpływa na produkcję fitoaleksyn i fenoli. Ja-Met aktywuje syntazę chalkonową i PAL (synteza fenoli i fitoaleksyn).
• JA powstaje także w wyniku wybuchu tlenowego prowadzącego do zaprogramowanej śmierci komórek. Komórki obumierają, JA jest uwalniany i przechodzi do następnych komórek.
• JA aktywuje inhibitory proteinaz, oraz oksydazę polifenolową co chroni roślinę przed żerowaniem owadów. Oksydaza utlenia fenole do chinonów i melanin, które czynią tkankę niesmaczną dla owadów. JA aktywuje także syntezę terpenoidów – lotnych substancji przywabiających wrogów żerujących na roślinie owadów.
Kwas abscysynowy
• Jego prekursorem są 40-węglowe karotenoidy.
• Występuje w roślinach, grzybach oraz kręgowcach, produkowany jest we wszystkich częściach roślin. Występuje jako koniugat z glukozą (glukozyd ABA, ester glukozowy). Zaliczany do inhibitorów oraz substancji sygnałowych.
ABA kontroluje• procesy starzenia • transport jonów (głównie wapnia i potasu)• procesy aklimatyzacji do chłodu (syntezę
polisacharydów ścian komórkowych)• spoczynek nasion
•powstawanie białek podczas stresu
•zmiany morfologiczne roślin w czasie chłodu lub suszy
ABA hamuje kiełkowanie nasion
• spoczynek pąków kwiatowych• procesy zachodzące w czasie suszy• opadanie liści (powstawanie kalozy)• ruch aparatów szparkowych
• Podobnie jak inne hormony kontroluje ekspresję genów odpornościowych: syntezę białek, modyfikację istniejących białek lub też ich rozpad.
• ABA łączy się z białkami w jądrze komórkowym związanymi z DNA powodując aktywację lub dezaktywację mRNA.
Rola ABA w patogenezie
• kwas abscysynowy może modyfikować odporność roślin na patogeny
• akumulacja glukanazy może być inhibowana przez ABA, stąd też przypuszcza się, że transkrypcja genów kodujących syntezę glukanaz może być wstrzymywana przez kwas abscysynowy
• dodawanie ABA w małej koncentracji hamowało syntezę izoflawonów w komórkach soi i obniżało zdecydowanie akumulację fitoaleksyny – gliceoliny. Współczesne badania wskazują na kluczową rolę ABA w interakcjach zachodzących pomiędzy rośliną-gospodarzem a patogenem.
Soja
• Traktowanie kwasem abscysynowym roślin odmian soi, które zazwyczaj wykazywały niekompatybilność z niektórymi rasami Phytophtora sojae, powodowało przejście tego układu w kompatybilny.
Phytophtora sojae
• Układ niekompatybilny objawia się silną reakcją nadwrażliwości komórek (HR), natomiast typowy układ kompatybilny ujawnia się powstawaniem jasnych, uwodnionych plam z minimalną depozycją ligniny i akumulacją gliceoliny (hamowanie zaprogramowanej śmierci komórek).
• Po dodaniu ABA nadal obserwowano reakcję HR i depozycję związków fenolowych, ale z równoczesną redukcją akumulacji gliceoliny oraz zahamowanie transkrypcji genów odpowiedzialnych za syntezę kluczowego enzymu szlaku fenolowego – amoniakoliazy fenyloalaniny (PAL).
Kwas salicylowy
Synteza kwasu salicylowego
Kwas salicylowy
Regulator wzrostu roślin:
1. kiełkowanie nasion,
2. kwitnienie, (kalorygen)
3. reakcje odpornościowe na stres abiotyczny (UV, chłód)
4. i biotyczny (synteza białek PR, mechanizm odporno-ściowy SAR)
Rola SA w SAR
Malamy et al., (1990) Metraux et al., (1990).
ISR SAR
Etylen
Fizjologiczna rola etylenu
• Produkowany w m.in. przez dojrzałe owoce, pobudzając wzrost innych owoców i tworzenie przez nie etylenu
• Powoduje opadanie liści
• Hamuje wzrost wydłużeniowy siewek
• Przyspiesza procesy dojrzewania i starzenia się tkanek oraz rozwój warstwy odcinającej i powodującej opadanie liści, kwiatów, owoców i innych organów
• Czynnik regulujący dojrzewanie owoców.
• Syntetyzowany w reakcji na suszę, zasolenie, chłód, mróz, zranienia
• Bierze udział w zmianach morfologicznych roślin aklimowanych do chłodu
• Stymuluje syntezę ligniny
Rola etylenu w patogenezie
• Synteza inicjowana przez elicytory• Związek sygnalny• Współdziała z JA, kontroluje syntezę
białek typu PR• Bierze udział w reakcji nadwrażliwości HR