A növények számos védekezési rendszert fejlesztettek ki a mikroorganizmusok elleni védekezés számára. Ezek közül az általános védekezés (BR) alapvető szerepét csak az utóbbi időszakban ismerték fel. E fontos rezisztencia mechanizmus funkciója minden olyan behatoló felismerése és gátlása, amely a növény tápanyagokban gazdag sejtközötti járataiba jut. Kutatócsoportunk az elsők között foglalkozott a baktériumok ellen kialakuló növényi BR folyamatok leírásával. Korábbi OTKA pályázataink keretében többek között „chip” technológia használatával több száz olyan gént azonosítottunk, melyek aktivitásváltozást mutattak a BR kialakulása alatt. Jelen pályázatunkban ezek közül a proteinek lebontásában vagy hasításában szerepet játszó gének részletesebb vizsgálatát szeretnénk elvégezni. A védekezésben a proteinázoknak a szignál létrehozásától kezdve, a szabályozásig és a patogének egyes virulencia faktorainak módosításán keresztüli közvetlen hatásán át, számos funkciója lehet. Tervezett kutatásaink első lépcsőjében a proteináz inhibitorok hatását vizsgáljuk a BR-el kapcsolatba hozható folyamatokra. Majd a korábban azonosított megváltozott aktivitást mutatott gének transzkripcióját vizsgáljuk meg részletesebben. Ezután egyes gének szerepét szeretnénk meghatározni a növényben történő túltermeltetésével, illetve a gén kifejeződésének csökkentésével illetve Arabidopsis mutánsok bevonásával. Azokat a proteinázokat, amelyekről a fentebb felsorolt kísérletek alapján azt találjuk, hogy szerepük lehet a BR kialakulásában, részletesebb vizsgálatoknak vetnénk alá (pl. szubsztrátspecifitás vizsgálat, lokalizáció). Ezen kívül irányított mutációval meg szeretnénk állapítani a proteináz aktivitás szükségességét a növényben kialakuló hatás szempontjából; Nagyszámú gén, vizsgálatokba történő bevonásával feltehetőleg találunk majd olyat vagy olyanokat, melyek részt vesznek valamilyen formában a BR kialakításában. A pályázatot három-négy kutató bevonásával [posztdoktorok, illetve doktorandusz(ok)] szeretnénk elvégezni. A kutatás elsősorban alapkutatás jellegű, de a védekezési folyamat részletesebb megismerése a későbbiekben felhasználható lehet a termesztett növények védekezési reakciójának fokozásához.
angol összefoglaló
Plants developed several defense systems for resistance against microorganisms. The crucial role of basal resistance (BR) has only recently been recognized. The function of this important resistance mechanism is to inhibit all foreign organisms that enter into the intercellular spaces of plants. Our research group was one of the first who investigated the development of BR against bacteria. In our former OTKA projects we have identified hundreds of genes that showed activity changes during BR using chip methods. In our proposal we would like investigate in detail the role of the genes that are involved in protein degradation and cleavage in plants. Protease and protein degradation systems may have various functions in plant defense. They may be involved in the initial signal production, in the regulation of transcription and they may affect pathogens by modifying their virulence determinants. In our proposal, we will study the effect of different proteinase inhibitors and their combinations on BR related processes. We will also investigate in detail the transcription of previously identified protease genes. Then we would like to determine the role of the particular genes with the methods of over expressions and silencing. We also plan to study Arabidopsis plants that are mutant in protease genes. With those protease genes that show functions based on the above experiments we will investigate further (e.g. substrate specificity, localization). In addition, with directed mutagenesis we would like to determine the necessity of proteinase activity for the effect of the gene on BR. Investigating a high number of genes will increase the possibility to find those proteases that are involved in BR development. The research will be carried out with the involvement of thee or four persons (two post docs and one or two Ph.D. students). The research in the proposal is mainly basic research but the study of BR in detail may help to increase the resistance of crops in the future.
