A fenilpropanoid útvonal, valamint a sejtfal-erősítés szerepének vizsgálata a növényi alaprezisztencia baktériumgátló hatásában

Projekt azonosító: 

109050 PD

Megvalósítási időszak: 

2015-2018

A veszélytelen baktériumokkal való találkozás ellenállóbbá teszi a növényt a kórokozó baktériumokkal szemben is. Vizsgáljuk a fenilpropanoid anyagcsere enzimeinek és vegyületeinek baktériumgátló hatását, és szerepét a növény általános védekezésében.

A gén-a-génnel szembeni, és a nemgazda rezisztencia mellett a növényi általános rezisztencia (Pattern Triggered Immunity, PTI) is jelentős szerepet játszik a növények kórokozók elleni védekezésében. A legtöbb esetben a PTI tünetmentes, de molekuláris szintű változásokkal jár. A PTI-t kiváltó konzervatív baktérium-struktúrák a MAMP molekulák (microbe associated molecular patterns), például flagellin, lipopoliszacharid. A MAMP-okat érzékelő receptoroktól a sejten belüli jelátviteli folyamatokon keresztül, a transzkripciós faktorokig az általános rezisztencia folyamata napjainkra már jól ismert. Egy fontos terület azonban még feltárásra vár, ugyanis nem tudjuk, pontosan mely növényi mechanizmusok képesek a PTI-ben a baktériumszaporodás gátlására úgy, hogy a növény közben tünetmentes marad. 
Feltevésünk szerint a fenilpropanoid útvonal termékei, valamint a papilla-képződés együttes segítségével képes a növényi PTI a baktériumok gátlására. Feltevésünk alapja, hogy a korábbi vizsgálatainkban azonosított 176 PTI-aktivált gén közül 9 a fenilpropanoid útvonal génjeit kódolta, további 11 sejtfalfehérjéket kódoló gén volt. A növényi sejtfalerősítés és papillaképződés fizikai gátat képezhet a baktérium számára. Továbbá a fenilpropanoid útvonal egyes termékei (fenolos vegyületek) antimikrobiális hatással is rendelkezhetnek, míg mások hírvivő szerepet játszhatnak a növény-baktérium kommunikációban.

Fenilpropanoid gének szerepe a növények általános rezisztenciájában

A növények általános rezisztenciájának transzkriptomikai vizsgálata (B) során több aktiválódó gént azonosítottunk (C), melyek  a fenilpropanoid anyagcsereút kezdeti lépéseihez kapcsolódnak (A). Az egyes enzimek gátlásával (D) képet kaphatunk az általános rezisztenciában betöltött szerepükről (Szatmári et al. 2014; http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0102869)