Crop protection (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Ortelius classification: Crop protection
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
_SZIE / Kecskeméti Szőlészeti és Borászati Kutatóintézet (Corvinus University of Budapest)
Starting date
2008-04-01
Closing date
2014-02-28
Funding (in million HUF)
11.000
FTE (full time equivalent)
2.74
state
closed project
Summary in Hungarian
Kutatási programunkban egy alternatív növényvédelmi módszer kidolgozásával foglalkozunk, az agrobaktériumos golyvásodás betegségre fókuszálva. Számos eredmény igazolja, hogy a növények általános rezisztenciája akadályozza meg a baktériumok döntő hányadát a sikeres fertőzésben. Az Agrobacterium kórfolyamata során genetikailag módosítja növényi sejteket úgy, hogy azok hormontúltermelés következtében tumorsejtekké alakulnak. A folyamat során azonban gátolja, vagy nem aktiválja, a növényi védekezést. Munkánk során vizsgáljuk a szőlőben az általános rezisztencia működését, a résztvevő géneket és fehérjéket. Tisztázzuk, hogy alkalmazható-e ez a fajta rezisztencia az Agrobacterium ellen, valamint milyen úton akadályozza meg az Agrobacterium a növényi védekezések kifejeződését. Egyik hagyományos szőlőfajtánk, a Kövidinka, nem mutatja a golyvásodás tüneteit szabadföldön. Célunk ennek a sajátos, feltehetően védekezési faktoroknak köszönhető, önvédelemi mechanizmus genetikai hátterének tisztázása. Mind az általános rezisztenciára, mind a Kövidinka fajtára alapozott rezisztencia-kutatások a szőlő saját védekezésének kihasználásával, a környezet kímélő növényvédelem elősegítését célozzák meg.
Summary
In our research programme we work on developing an alternative plant protection technology with focus on crown gall disease of grapevine. Numerous results support the fact that basal resistance counteracts the authoritative part of bacteria in successful invading. Agrobacteria genetically modify the plant cells in such way that they become a tumor cell due to overproduction of plant hormones. They suppress or do not trigger the plant cell’s defense mechanisms during this process. In the course of our project we examine the operation of basal resistance in grapevine, the participating genes and proteins. We elucidate that whether applicable this type of plant resistance to Agrobacterium and what mechanisms of agrobacteria suppress expression of plant defense. A Hungarian variety, Kövidinka, is known about it’s crown gall symptom-resistance under field conditions. Our aim is to investigate the genetic background of this particular self-protection with supposable action of defense factors. Resistance investigations based on basal resistance or on Kövidinka cultivar contribute to environmentally safe plant protection utilized on the own defense of grape.
Final report
Results in Hungarian
A mikroorganizmusok felületi molekuláris mintázataikkal, elicitoraikkal indukálják az általános rezisztenciát (BR, PTI), így a PTI a növényi védekezés első frontvonala. Munkánk során bizonyítottuk, hogy flagellin elicitorral, hővel elölt és HR-negatív baktériumokkal a szőlő növényben is indukálható a PTI. A szőlő levelén az Agrobacterium által okozott nekrózis nem egyezik meg a hiperszenzitív reakció (HR) során kialakuló sejtelhalással. A hővel elölt baktérium és a HR – negatív baktérium által indukált PTI-vel sikeresen tudott védekezni a szőlő növény az Agrobacterium által kiváltott sejtelhalással szemben. A projekt során végzett microarray analízissel egy átfogó képet kaptunk arról, hogy milyen génexpressziós különbségeket indukál a flagellin elicitor, az élő és elölt Agrobacterium vitis a szőlő levélben 12 óra elteltével. Nagy jelentőséggel bírnak az Agrobacterium fertőzési folyamatainak lejátszódásában azok a gének, amik az élő A. vitis által gátolt expressziót mutattak. A fogékony ’Arany sárfehér’ és a rezisztens ’Kövidinka’ keresztezéséből származó magoncpopuláció egyedei különböző mértékben ellenállóak. A kiemelt egyedek több Agrobacterium törzzsel szemben is rezisztenciát mutattak.
Results in English
Pathogen associated molecular pattern- (PAMP-) triggered immunity (PTI, basal resistance) is the first line of plant defence against invading microorganisms. Pre-treatment of intact grape leaves with PTI elicitors flagellin (flg22), active A. Vitis and heat killed A. vitis lead to prevention of hypersensitive cell death caused by Agrobacterium vitis and A. tumefaciens, causative agents of crown gall disease. Transcriptomic analysis of intact grape leaves revealed genes with potentially crucial roles in PTI including receptor, PR and signalling genes. Genes which showed strong down regulation by alive A. vitis are in focus. We study the crown gall resistance of grapevine in various genotypes in seedlings of symptom resistant cv.'Kövidinka' and susseptible cv. ’Arany sárfehér’. Accentuated seedlings showed crown gall resistance against certain biovars of bacteria but on different levels.
Varga G., Putnoky P., Deák T. és Szegedi E.: Agrobaktérium rezisztencia szőlőben, MBK Napok, Gödöllő, 2013
Bisztray, Gy., Varga, G. J., Szegedi, E., Lázár, J..: A szőlő patogén-mentesítésének módszertana törzsállomány létrehozására., Interregiós Pályázat SRB-HUN nyitó konferenciája, Kiskőrös, Szeptember 3., 2010
Szabó Anita: A baktériumok által kiváltott növényi általános rezisztencia (BR) tüneti és transzkripciós szintű jellemzése szőlőben, Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudomáyni Kar, Szakdolgozat, 2013
Gabriella Varga, Anita Szabó, Ernő Szegedi, Péter G. Ott, Ágnes Szatmári, Zoltán Bozsó, Arianna Lovato and Annalisa: Transcriptomic and symptomatic features of PAMP Triggered Immunity in grapevine leaves, IOBC-WPRS Bulletin, 2013
Varga G., Szabó A., Szegedi. E., Ott, P.G., Szatmári, Á., Bozsó, Z., Lovato, A., and Polverari, A.: Transcriptomic and symptomatic features of PAMP triggered immunity in grapevine leaves, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR BIOLOGICAL CONTROL OF NOXIOUS ANIMALS AND PLANTS-WEST PALAEARTIC REGIONAL SECTION BULLETIN, Vol. 89., pp 21-26, 2013
