Interakce rostlin s patogeny
Studijním
ateriály
patogen rostlina
Elicitory – látky schopné vyvolat obrannou reakci u rostlin
• uvolňovány patogenem do okolí
• z chemického hlediska se jedná o celé spektrum
látek
• glycoproteiny, chitinové fragmenty, proteiny,
nízomulekulární látky, atd.
elicitor
Obranná reakce
Studijním
ateriály
Model gen vs.gen
gen avirulence avr
parazita a gen
resistence rostliny R.
Jednotlivé
varianty,
kompatibilní
a nekomtatibilní
interakce
Studijním
ateriály
Produkt genu avirulence cryptogeinu, syntetizovaný houbou
Phytophthora cryptogea startující nehostitelskou obrannou reakci u
tabáku nesoucí gen resistence
N

Bílkovinný elicitor
Studijním
ateriály
F- Phe
I- Ile
M- Met
W-Trp
L- Leu
R- Arg
M35F/M59W
M35W/M59W/I63F
M35W/M59W
L19R
L15W/L36F
Protein engineering
Studijním
ateriály
Struktura bílkoviny avirulence Cladosporium fulvum Avr9.
Studijním
ateriály
Syringolid, produkt genu avirulence avrD bakterie Pseudomonas
syringae startuje obrannou reakci u soji nesoucí gen resistence
Rpg4.
Studijním
ateriály
Schématický diagram struktury rostlinných receptorů (produkty genů
rezistence) v srovnání s receptory živočichů
Studijním
ateriály
Možné mechanismy interakce Avr 9 s receptorem resistence Cf9.
Avr9 interaguje s receptorem přímo nebo prostřednbictvím
vazebného proteinu. Jiná hypotéza předpokládá dimerizaci
receptoru s kinasami.
Studijním
ateriály
ATPADP+Pi H+
H+
H+
H+
K+ ClK+
Cl-O2
H2O2
NAD(P)H2H+
Ca2+
Necrosis
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Elicitor
I.Phase
(early response – minutes afer the elicitor
uptake
Expression of pathogenesis related
proteins and enzymes involved in
defense reaction
II. Phase
(late response – hours after the elicitor
uptakeStudijním
ateriály
Studijním
ateriály
Topologie NADPH oxidasy z rostlin. 6 transmembránových domén,
pravděpodobná poloha 2 hemů (trojúhelníky). EF motiv vázající vápník
vedoucí k aktivaci.
Studijním
ateriály
Průběh produkce H2O2
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Salicylic acid
Ethylen
Jasmonic acid
PAL
LOX
ACC synthase
Enzymes Involved in Defense Reaction
STC
NADPH ox.
Phytoalexins
Superoxide radical
Signalling molecules
Studijním
ateriály
O
NH2
OH O OH
Trans-Cinnamic acid
PAL
Ascorbic acid
C OH
O
OH
Flavonoids
Phytoalexins
(Capsidiol, Scopoletin, etc.)
OOH
R
R
R
R
O
OOH
CH3O
Phenylpropanoid pathway
Studijním
ateriály
HR, necrosis,
oxidative burst
Patogen
Lokální
odpovědi
Proteinkináza C
SIPK
WIPK
Ca2+
PLC
NADPH ox.
phenylalanine
k. skořicová
SA
Součásti buněčné stěny
Phytoalexiny
Fenolické l.
Kyselé PR proteiny
Obranné reakce
Cell wall
fragments
Napadení, Herbivore
Proteinkinázy
WIPKCa2+
NADPH ox.
Sek. metabolity
Proteinázové
Inhibitory
Bazické PR proteiny
Exprese
genů
PLA2
Systémový
transportJA
linolenová kyseliny
OPDA
Mechanical
damage
Saliva:
cellulase
-
Exprese
genů
Studijním
ateriály
Obsah SA po napadení
Studijním
ateriály
PR-proteiny
Typ vlastnosti
PR1a,b tabák fungicidní
PR2 tabák 1-3 glukanasy
PR3 tabák chitinasy
PR4 tabák fungicidní
PR5 tabák fungicidní
PR6 rajče inhibitor proteinas
PR7 rajče proteinasa
PR8 okurka chitinasa
P89 tabák peroxidasa
PR10 ječmen typ ribonukleasy
PR11 tabák chitinasa
PR12 defensiny fungicidní
PR13 thioniny fungicidní
PR14 lipid transfer prot. fungicidní
Studijním
ateriály
Fytoalexiny
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Časový sled
aktivací
při lokální
a systémové
rezistenci
Studijním
ateriály
Syntetické látky schopné vyvolat systémovou rezistenci
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály
Studijním
ateriály