Applicationof resistance forms for immunizing plants against pathogenic infections and for breeding disease resistant transgenic crops  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
48866
Type NK
Principal investigator Király, Zoltán
Title in Hungarian Rezisztencia-formák felhasználása a növények immunizálására és ellenálló, transzgenikus növények nemesítésére
Title in English Applicationof resistance forms for immunizing plants against pathogenic infections and for breeding disease resistant transgenic crops
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Plant Protection Institute, HAS
Participants Fodor, József
Gullner, Gábor
Hafez, Yaser Mohamed
Király, Lóránt
Kőmíves, Tamás
Künstler, András
Viczián, Orsolya
Starting date 2005-01-01
Closing date 2009-06-30
Funding (in million HUF) 27.300
FTE (full time equivalent) 8.99
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A ROS (pl. O2.-, H2O2) felhalmozódása a biotróf patogének által okozott betegségek ellen idéz elő rezisztenciát, a magas szintű antioxidáns kapacitás pedig tüneti rezisztenciát idéz elő nekrotróf kórokozók ellen. - Sikerült olyan dohány- és burgonyavonalakat előállítanunk, amelyek egy szuperoxid-dizmutáz (SOD) és kataláz (CAT) antioxidáns transzgént tartalmaznak. - Az antioxidáns kapacitás fokozását más úton is elértük. Ha kis koncentrációjú H2O2-vel kezeltük a dohányokat, ezek antioxidáns kapacitása jelentősen fokozódott. Az „immunizáló hatás” miatt tüneti rezisztenciát mutattak vírus-, baktérium- és gombakórokozók ellen. - A nem-gazda rezisztencia lényegének megismerése érdekében 18 gazdanövény/patogén kapcsolatot elemeztünk a O2.- akkumulációja szempontjából. A fogékony gazda/patogén kapcsolatokban nincs felhalmozódás, a gazda-rezisztens növényekben kb. 48 órával a fertőzés után a O2.- felhalmozódik, és a hiperszenzitív reakció (HR) is kialakul. A nem-gazda rezisztencia esetében az akkumuláció korábban lebonyolódik. Ez oka lehet a HR hiányának, amelyhez hozzájárulhat egy SOD gén és a BAX-inhibitor 1 gén átmeneti aktiválása is. Ha hősokkal és antioxidánsokkal a rezisztens növényekben gátoljuk a O2.--képződést, az ellenálló növény részlegesen fogékonnyá válik. - Kiderítettük, hogy egy kémiai rezisztencia-induktor (DCINA) úgy fejti ki hatását, hogy csökkenti az antioxidáns kapacitást, így fokozódik a H2O2 akkumulációja, és ez ellenállóságot okoz az árpalisztharmat ellen.
Results in English
Accumulation of ROS in infected plants may cause resistance to biotrophic pathogens, while high antioxidant capacity is responsible for symptom resistance during diseases caused by necrotrophs. – We created transgenic tobacco and potato that overexpress tomato superoxide dismutase and maize catalase genes. - We also increased the plant´s antioxidant capacity by applying low concentrations of H2O2 which „immunizes” tobacco plants (induces symptom resistance to viral, bacterial and fungal infections). - It was possible to explain the hitherto unknown mechanism of non-host resistance by analyzing accumulation of O2.- in 18 host/pathogen combinations. In susceptible combinations there was no accumulation. In resistant hosts O2.- accumulated ca. 48 hours after infection. O2.- killed the pathogen and induced plant cell death (hypersensitive response, HR). During non-host resistance, accumulation of O2.- occurred rather early, killing the pathogen and inhibiting HR. Temporary activation of the genes SOD and BAX-inhibitor 1 may also contribute to the lack of HR. When we applied heath shock and antioxidant treatments to barley, accumulation of O2.- in infected non-host and host-resistant plants was suppressed and the resistant plants became partially susceptible to powdery mildew. - Analyzing the mechanism of action of a resistance inducer (DCINA), we detected lower antioxidant capacity in treated barley and a twofold accumulation of H2O2 which caused resistance to powdery mildew.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=48866
Decision
Yes





 

List of publications

  
Király, L, Hafez YM, Fodor J, Király Z: Induction of hypersensitive necrosis at high temperatures iby generation of reactive oxygen forms in virus resistant tobacco, Acta Biol. Szeged. 49:85-87., 2005
Viczián O, Barna B, Fodor J, Harrach B, Király Z: Nekrotróf kórokozókkal szembeni rezisztencia-nemesítés új megközelítésben, XI. Növénynemesítési Tud. Napok, p. 64., 2005
Ambrus H, Darkó É, Szabó l, Bakos F, Király Z, Barnabás B: Kukorica mikrospórák biotechnológiai alkalmazása oxidatív stressz-tolerancia fokozása céljából, XI. Növénynemesítési Tud. Napok p. 27., 2005
Künstler A, Fodor J, Hafez YM, Király Z, Hevesi M: Relationship between H2O2-detoxification, tolerance to H2O2 and virulence of some phytopathogenic bacteria, Acta Biol. Szeged. 49:89-90., 2005
Ambrus H, Darkó É, Szabó l, Bakos F, Király Z, Barnabás B: In vitro microspore selection in maize anther culture with oxidative-stress stimulators, Protoplasma 228:87-94, 2006
Király L, Király Z:: To die or not to die - is cell death dispensable for resistance during the plant hypersensitive response?, Acta Phytopathol. Entomol. Hung. 41:11-21, 2006
Király Z, Hafez YM, Künstler A, Fodor, J, Király L: Prooxidants and antioxidants in specific and non-specific plant disease resistance, Symposium on Non-specific and Specific Innate and Acquired Plant Resistance, Budapest, Hungary. Abstract, p. 34., 2006
Király, L, Hafez YM, Fodor J, Király Z: Suppression of virus multiplication in Tobacco mosaic virus-resistant tobacco is associated with ambient temperatures but independent of HR-type necrotization [...], 15-th Congress of the Federation of European Societies of Plant Biology, Lyon, France. p. 142, poster MIC01-037, 2006
Gullner G, Kőmíves T: Defense reactions of infected plants: Roles of glutathione and glutathione, Acta Phytopathol. Entomol. Hung. 41:3-10, 2006
Pogány M, Harrach BD, Hafez YM, Barna B, Király Z, Páldi E: Role of reactive oxygen species in abiotic and biotic stresses in plants, Acta Phytopathol. Entomol. Hung. 41:23-35, 2006
Király L, Barna B, Király Z: A növényi rezisztencia formái és mechanizmusai új megvilágításban., Növénytermelés 56:65-81, 2007
Király L, Barna B, Király Z: Plant resistance to pathogen infection: forms and mechanisms of innate and acquired resistance., J. Phytopathol. 155:385–396, 2007
Künstler A, Hafez YM, Király L: Transient suppression of a catalase and an alternative oxidase gene during virus-induced local lesion formation (hypersensitive response) is independent of the extent of, Acta Phytopathol. Entomol. Hung. 42:185–196, 2007
Gáborjányi R, Király Z: Molekuláris növénykórtan, Agroinform, Budapest, 2007
Király L, Tóbiás I: (Transz)géncsendesítés - A növényi vírusrezisztencia egyik formája., In: Gáborjányi R, Király Z (eds): Molekuláris növénykórtan. Agroinform, Budapest pp. 97-120, 2007
Tóbiás, I, Király L: Transzkripciós faktorok és védekezési gének aktiválása növényekben., In: Gáborjányi R, Király Z (eds): Molekuláris növénykórtan. Agroinform, Budapest pp. 97-120, 2007
Fodor J, Harrach B, Király Z: Reaktív oxigén formák és lipid-peroxidáció a szisztemikus szerzett rezisztenciával rendelkező dohányban., Magyar Szabadgyök Kutató Társaság IV. Kongresszusa, Pécs.. Folia Hepatologica 11(Suppl. 3):15, 2007
Király Z, Hafez YM: Prooxidánsok és antioxidánsok a specifikus és nem-specifikus növényi betegségrezisztenciában., Magyar Szabadgyök Kutató Társaság IV. Kongresszusa, Pécs.. Folia Hepatologica 11(Suppl. 3):23, 2007
Künstler A, Hafez YM, Király L: A szuperoxid (O2.-) szabadgyök szerepe a nem-gazda növényi rezisztenciában (“non-host resistance”)., Magyar Szabadgyök Kutató Társaság IV. Kongresszusa, Pécs.. Folia Hepatologica 11(Suppl. 3):25, 2007
Király, L, Hafez YM, Fodor J, Király Z: Suppression of tobacco mosaic virus-induced hypersensitive-type necrotisation in tobacco at high temperature is associated with down-regulation of NADPH oxidase and superoxide and stimulation of dehydroascorbate reductase., J. Gen. Virol. 89: 799-808, 2008
Darkó É, Ambrus H, Szabó l, Fodor J, Király Z, Barnabás B: Enhanced tolerance to oxidative stress with elevated antioxidant capacity in doubled haploid maize derived from microspores exposed to paraquat, Crop Sci 49: 628-636, 2009
Hafez YM, Király Z, Manniger K: Hydrogen peroxide has a key role in resistance to leaf rust (Puccinia triticina) in several Egyptian and other wheat cultivars, Cereal Res. Commun. Suppl. 37: 161-164, 2009
Király L, Hafez YM, Künstler A: Enhanced superoxide (O2.-) accumulation during plant non-host resistance to biotrophic fungal pathogens., SFRR Plant Oxygen Group Meeting on Reactive Oxygen and Nitrogen Species, Helsinki, Finland. Abstract, p. 107, poster P-311., 2009




 

Events of the project

  
2009-03-19 14:18:58
Résztvevők változása



Back »