Nonhost resistance to plant viruses – role of temperature, reactive oxygen species and salicylic acid  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
128868
Type K
Principal investigator Király, Lóránt
Title in Hungarian Nemgazda rezisztencia növényi vírusokkal szemben – a hőmérséklet, reaktív oxigénfajták és szalicilsav szerepe
Title in English Nonhost resistance to plant viruses – role of temperature, reactive oxygen species and salicylic acid
Keywords in Hungarian nemgazda rezisztencia, növényi vírusrezisztencia, hőmérséklet, reaktív oxigénfajták, szalicilsav
Keywords in English nonhost resistance, plant virus resistance, temperature, reactive oxygen species, salicylic acid
Discipline
Crop protection (Council of Complex Environmental Sciences)50 %
Ortelius classification: Crop protection
Plant pathology, molecular plant pathology (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Plant stress biology (Council of Complex Environmental Sciences)20 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Plant Protection Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants Albert, Réka
Bacsó, Renáta
Barna, Balázs
Gullner, Gábor
Künstler, András
Viczián, Orsolya
Starting date 2018-12-01
Closing date 2023-11-30
Funding (in million HUF) 45.039
FTE (full time equivalent) 7.83
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Kimutattuk, hogy árpában hősokk előkezelés (30 °C 3 óra; 49 °C, 20 sec) hatására a dohány mozaik vírussal (TMV) szembeni tünetmentes nemgazda rezisztencia jelentősen sérül akkor is, ha az árpa egy adaptált vírust (pl. árpa csíkos mozaik vírus, BSMV) hordoz. A fertőzőképes TMV árpában detektálható. A hősokkal előkezelt/nem előkezelt, TMV-inokulált árpában több védekezési gén expressziója elsősorban a TMV-vel szembeni nemgazda rezisztenciánál figyelhető meg, a fertőzés korai (1-24 óra) és késői (1-7 nap) szakaszában. A TMV-fertőzött, hősokk-előkezelt cv. Ingrid árpában a reaktív oxigénszármazékok (szuperoxid) felhalmozódása a fertőzés korai szakaszában (2-6 óra) jelentősen visszaszorul, ami a szuperoxidnak az árpa TMV-vel szembeni tünetmentes nemgazda rezisztenciájában játszott szerepére utal. A hősokk és antioxidánsok (SOD+CAT) szinergista hatást fejtenek ki a TMV-vel szembeni nemgazda rezisztencia gátlásában, megerősítve a ROS (szuperoxid) funkcionális szerepét ebben a tünetmentes antivirális védekezésben. Kísérleteink szerint egy nem-enzimatikus antioxidáns, a glutation felhalmozódása a vírusfertőzés késői (1-7 nap) szakaszában összefügg az árpa TMV-vel szembeni tünetmentes nemgazda rezisztenciájának gátlásával. A projekt eredményei rámutatnak a hőmérséklet és a ROS szerepére a növényi nemgazda vírus rezisztenciában. A globális klímaváltozás miatt kiemelten fontos a hőstressznek a növényi nemgazda (vírus) rezisztenciára gyakorolt hatásának tisztázása.
Results in English
We showed in different barley cultivars that pre-exposure to heat shock (30 °C for 3 hours or 49 °C, 20 sec) results in a significant suppression of symptomless nonhost resistance to Tobacco mosaic virus (TMV), regardless of the presence/absence of an adapted barley virus, BSMV. Importantly, we confirmed the presence of infective TMV in inoculated barley leaves. In TMV-inoculated barley pre-exposed/not exposed to heat shock, expression of defense-related genes generally correlated with nonhost resistance to TMV at both early (1-24 HAI) and late (1-7 DAI) stages of infection. Reactive oxygen species (superoxide) accumulation was significantly lower in TMV-infected heat-shocked barley at early timepoints (2-6 HAI), suggesting a role of superoxide in symptomless nonhost resistance of barley to TMV. We found a synergistic effect of heat shock and antioxidants (SOD+CAT) in suppressing nonhost resistance of barley to TMV, confirming the functional role of ROS (superoxide) in this symptomless antiviral defense. Our experiments also suggest a role of the antioxidant glutathione in maintaining heat shock-induced suppression of symtomless nonhost resistance of barley to TMV at later stages of infection (1 to 7 DAI). These project results suggest the importance of e.g. temperature, and ROS in nonhost resistance of plants to viruses. The influence of heat stress on plant nonhost (virus) resistance should be a pivotal issue, considering recent trends in global climate change.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=128868
Decision
Yes





 

List of publications

  
Albert, R., Almási, K., Künstler, A., Salamon, P., Király, L.: First Report of lettuce big-vein disease associated with Mirafiori lettuce big-vein virus and Lettuce big-vein associated virus on lettuce in Hungary., Plant Disease 103, 1801-1801., 2019
Király, L., Künstler, A., Albert, R.: Reactive oxygen species contribute to the symptomless, extreme resistance to Potato virus X in tobacco.,, 14th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants, Munich, Germany. Abstract, p. 40, talk no. 28., 2019
Adhab, M., Angel, C., Rodriguez, A., Fereidouni, M., Király, L., Scheets, K., Schoelz, J.E.: Tracing the lineage of two traits associated with the coat protein of the Tombusviridae: silencing suppression and HR elicitation in Nicotiana species., Viruses 11, 588., 2019
Künstler, A., Király, L., Kátay, G., Enyedi, A.J., Gullner, G.: Glutathione can compensate for salicylic acid deficiency in tobacco to maintain resistance to Tobacco mosaic virus., Frontiers in Plant Science 10, 1115., 2019
Albert, R., Almási, K., Künstler, A., Salamon, P., Király, L.: First Report of lettuce big-vein disease associated with Mirafiori lettuce big-vein virus and Lettuce big-vein associated virus on lettuce in Hungary., Plant Disease 103, 1801-1801., 2019
Adhab, M., Angel, C., Rodriguez, A., Fereidouni, M., Király, L., Scheets, K., Schoelz, J.E.: Tracing the lineage of two traits associated with the coat protein of the Tombusviridae: silencing suppression and HR elicitation in Nicotiana species., Viruses 11, 588., 2019
Künstler, A., Király, L., Kátay, G., Enyedi, A.J., Gullner, G.: Glutathione can compensate for salicylic acid deficiency in tobacco to maintain resistance to Tobacco mosaic virus., Frontiers in Plant Science 10, 1115., 2019
Künstler, A., Gullner, G., Ádám, A.L., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L.: The versatile roles of sulfur-containing biomolecules in plant defense – A road to disease resistance., Plants 9, 1705., 2020
Künstler, A., Gullner, G., Schwarczinger, I., Kolozsváriné Nagy, J., Ádám, A., Király, L.: A kén szerepe a növényi betegség rezisztenciában., Növényvédelem 56, 461-468., 2020
Künstler, A., Kovács, P., Király, L.: Környezeti tényezők együttes hatása árpa növények nemgazda rezisztenciájára dohány mozaik vírus fertőzésével szemben., 66. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 93,, 2020
Albert, R., Almási, K., Künstler, A., Salamon, P., Király, L.: First Report of lettuce big-vein disease associated with Mirafiori lettuce big-vein virus and Lettuce big-vein associated virus on lettuce in Hungary., Plant Disease 103, 1801-1801., 2019
Adhab, M., Angel, C., Rodriguez, A., Fereidouni, M., Király, L., Scheets, K., Schoelz, J.E.: Tracing the lineage of two traits associated with the coat protein of the Tombusviridae: silencing suppression and HR elicitation in Nicotiana species., Viruses 11, 588., 2019
Künstler, A., Király, L., Kátay, G., Enyedi, A.J., Gullner, G.: Glutathione can compensate for salicylic acid deficiency in tobacco to maintain resistance to Tobacco mosaic virus., Frontiers in Plant Science 10, 1115., 2019
Künstler, A., Gullner, G., Ádám, A.L., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L.: The versatile roles of sulfur-containing biomolecules in plant defense – A road to disease resistance., Plants 9, 1705., 2020
Király, L. Albert, R., Zsemberi, O., Schwarczinger, I., Hafez, Y.M., Künstler, A.: Reactive oxygen species contribute to symptomless, extreme resistance to Potato virus X in tobacco., Phytopathology 111, 1870–1884, 2021
Schwarczinger, I., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L., Mészáros, K., Bányai, J., Kunos, V., Fodor, J., Künstler, A.: Heat stress pre-exposure may differentially modulate plant defense to powdery mildew in a resistant and susceptible barley genotype., Genes 12, 776, 2021
Künstler, A. , Schwarczinger, I., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L.: Hőstressz hatása árpa modellnövény védekezési folyamataira árpalisztharmat kórokozóval szemben., 67. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 66., 2021
Király, L., Kovács, P., Künstler, A.: Magas hőmérséklet hatása árpa növények dohány mozaik vírussal szembeni nemgazda rezisztenciájára., 67. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 64., 2021
Király, L., Kovács, P., Künstler, A.: Combined effects of environmental factors on non-host resistance to Tobacco mosaic virus in barley., FESPB-EPSO Plant Biology Europe 2021 Congress, Torino, Italy. Poster No. 683, p. 111., 2021
Abdelkhalek, A., Aseel, D.G., Király, L., Künstler, A., Moawad, H., Al-Askar, A.A.: Induction of systemic resistance to Tobacco mosaic virus in tomato through foliar application of Bacillus amyloliquefaciens strain TBorg1 culture filtrate., Viruses 14, 1830., 2022
Kolozsváriné Nagy, J., Schwarczinger, I., Király, L., Bacsó, R., Ádám, A.L., Künstler, A.: Near-isogenic barley lines show enhanced susceptibility to powdery mildew infection following high-temperature stress., Plants, 11, 903., 2022
Künstler, A. , Kolozsváriné Nagy, J., Schwarczinger, I., Bányai, J., Kunos, V., Fodor, J., Mészáros, K., Király, L.: A hőstressz hatása árpalisztharmat fertőzésre különböző árpafajtákban és nemesítési vonalakban., Növényvédelem 58, 237-246., 2022
Ádám, A.L., Kátay, Gy., Künstler, A., Király, L.: Detection of lipid peroxidation-derived free azelaic acid, a biotic stress marker and other dicarboxylic acids in tobacco by reversed phase HPLC-MS under non-derivatized, In: Mhamdi, A. (ed): Reactive Oxygen Species in Plants: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. Humana, New York, NY, USA vol. 2526, pp. 191-200., 2022
Király, L., Bacsó, R., Kovács, P., Künstler, A.: Az árpa dohány mozaik vírussal szembeni nemgazda rezisztenciájának megtörése rövid hőkezelésekkel., 68. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 63., 2022
Király, L., Künstler, A., Kovács, P., Bacsó, R.: Heat shock may impair non-host resistance of barley to Tobacco mosaic virus by inhibition of an early ROS (superoxide) burst., Redox Biology Congress 2022, Biannual Meeting of the Plant Oxygen Group, Ghent, Belgium. Abstract, p. 104., 2022
Albert, R., Almási, K., Künstler, A., Salamon, P., Király, L.: First Report of lettuce big-vein disease associated with Mirafiori lettuce big-vein virus and Lettuce big-vein associated virus on lettuce in Hungary., Plant Disease 103, 1801-1801., 2019
Adhab, M., Angel, C., Rodriguez, A., Fereidouni, M., Király, L., Scheets, K., Schoelz, J.E.: Tracing the lineage of two traits associated with the coat protein of the Tombusviridae: silencing suppression and HR elicitation in Nicotiana species., Viruses 11, 588., 2019
Künstler, A., Király, L., Kátay, G., Enyedi, A.J., Gullner, G.: Glutathione can compensate for salicylic acid deficiency in tobacco to maintain resistance to Tobacco mosaic virus., Frontiers in Plant Science 10, 1115., 2019
Künstler, A., Gullner, G., Ádám, A.L., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L.: The versatile roles of sulfur-containing biomolecules in plant defense – A road to disease resistance., Plants 9, 1705., 2020
Király, L. Albert, R., Zsemberi, O., Schwarczinger, I., Hafez, Y.M., Künstler, A.: Reactive oxygen species contribute to symptomless, extreme resistance to Potato virus X in tobacco., Phytopathology 111, 1870–1884, 2021
Schwarczinger, I., Kolozsváriné Nagy, J., Király, L., Mészáros, K., Bányai, J., Kunos, V., Fodor, J., Künstler, A.: Heat stress pre-exposure may differentially modulate plant defense to powdery mildew in a resistant and susceptible barley genotype., Genes 12, 776, 2021
Abdelkhalek, A., Aseel, D.G., Király, L., Künstler, A., Moawad, H., Al-Askar, A.A.: Induction of systemic resistance to Tobacco mosaic virus in tomato through foliar application of Bacillus amyloliquefaciens strain TBorg1 culture filtrate., Viruses 14, 1830., 2022
Kolozsváriné Nagy, J., Schwarczinger, I., Király, L., Bacsó, R., Ádám, A.L., Künstler, A.: Near-isogenic barley lines show enhanced susceptibility to powdery mildew infection following high-temperature stress., Plants, 11, 903., 2022
Otulak-Kozieł, K., Kozieł, E., Treder, K., Király, L.: Glutathione contribution in interactions between Turnip mosaic virus and Arabidopsis thaliana mutants lacking respiratory burst oxidase homologs D and F., Int. J. Mol. Sci. 24, 7128., 2023
Király, L., Bacsó, R., Künstler, A.: Heat shock and antioxidant treatments compromise symptomless non-host resistance of barley to Tobacco mosaic virus causing hypersensitive cell death., FESPB Plant Biology Europe 2023 Congress, Marseille, France., 2023
Király, L., Zechmann, B., Albert, R., Bacsó, R., Schwarczinger, I., Kolozsváriné Nagy, J., Gullner, G, Hafez, Y.M., Künstler, A.: Enhanced resistance to viruses in Nicotiana edwardsonii var. Columbia is dependent on salicylic acid, correlates with high glutathione levels and extends to plant-pathogenic bacteria and abiotic stress., Mol. Plant-Microbe Interact. 37, 36–50., 2024




 

Events of the project

  
2021-09-13 12:59:43
Résztvevők változása
2019-04-16 15:09:24
Résztvevők változása



Back »