Induction of symptomless plant disease resistance by reactive oxygen species  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
111995
Type K
Principal investigator Király, Lóránt
Title in Hungarian Tünetmentes növényi betegségrezisztencia indukálása reaktív oxigénfajtákkal
Title in English Induction of symptomless plant disease resistance by reactive oxygen species
Keywords in Hungarian tünetmentes rezisztencia, reaktív oxigénfajták, antioxidánsok, vírusfertőzés, paprika lisztharmat
Keywords in English Symptomless resistance, reactive oxygen species, antioxidants, virus infection, pepper powdery mildew
Discipline
Crop protection (Council of Complex Environmental Sciences)40 %
Ortelius classification: Crop protection
Plant pathology, molecular plant pathology (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Plant pathology, molecular plant pathology (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Plant Protection Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants Albert, Réka
Bacsó, Renáta
Fodor, József
Gullner, Gábor
Juhász, Csilla
Künstler, András
Viczián, Orsolya
Starting date 2015-02-01
Closing date 2019-06-30
Funding (in million HUF) 36.466
FTE (full time equivalent) 8.03
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Kimutattuk, hogy egy reaktív oxigénfajta (ROS) a szuperoxid (O2•–) felhalmozódása fontos tényezője a tünetmentes (extrém) rezisztenciának: 1/ dohányban a burgonya X vírussal (PVX) szembeni tünetmentes (HR-típusú nekrózis nélküli) ún. extrém rezisztenciának (ER), 2/ paprikában a lisztharmattal (Leveillula taurica) szembeni, oltással átvihető tünetmentes rezisztenciának. A szuperoxid (ROS) felhalmozódás csökkentése a PVX-szel szembeni ER során részlegesen megtöri az ER-t, míg a szuperoxid szint növelése PVX-re fogékony dohányban részleges rezisztenciát idéz elő: HR-szerű nekrotikus tünetek jelennek meg és csökken a PVX titer. Lisztharmat-rezisztens paprikában (cv. Szentesi, Szentesire oltott cv. Totál) a szuperoxid felhalmozódás korrelál a NADPH-oxidáz aktivitással és az oltással átvihető tünetmentes rezisztenciával. a rezisztencia biokémiai markerei (NADPH oxidáz aktivitás, magas CaPR1, CaPR2, alacsony CaMlo1, CaMlo2 génexpresszió) jól öröklődnek a lisztharmat rezisztens paprika utódaiban (rezisztens és fogékony növények keresztezésének, ill. az oltott, rezisztens növények utódaiban). Eredményeink szerint a szuperoxid (ROS) felhalmozódás és a szuperoxid termelést szabályozó gének expressziója szorosan összefügg a tünetmentes (extrém) rezisztenciával, amely oltással vagy keresztezéssel átvihető a kórokozókra fogékony növényekbe. További kutatások szükségesek ahhoz, hogy pontos képet kapjunk a szuperoxid (ROS) tünetmentes növényi betegség rezisztenciában játszott szerepéről.
Results in English
We have shown that accumulation of the plant reactive oxygen species (ROS), superoxide (O2• –) contributes to symptomless (no HR-type necrosis) resistance: 1/ in tobacco, extreme resistance (ER) to Potato virus X (PVX) and 2/ in pepper, graft-transmissible resistance to powdery mildew (PM, Leveillula taurica). Reduction of superoxide (ROS) accumulation during ER to PVX partially breaks ER, while elevation of superoxide levels in PVX susceptible tobacco confers partial PVX resistance: HR-necrosis appears and PVX titers decrease. In PM-resistant pepper (‘Szentesi’, Szentesi+Totál grafts), superoxide accumulation correlates with NADPH oxidase activity and graft-transmissible PM resistance. Biochemical markers of graft-transmissible PM resistance (NADPH oxidase activity, high CaPR1, CaPR2, low CaMlo1, CaMlo2 expression) are inherited in progeny of resistant pepper (in crosses of resistant and susceptible plants and progeny of grafted, resistant plants). Taken together, our results demonstrate that superoxide (ROS) accumulation and expression of defense-related genes regulating superoxide are tightly associated with symptomless (extreme) resistance that is transmissible to susceptible plants by grafting or crossing. Further research should clarify function(s) of superoxide in symptomless plant disease resistance.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=111995
Decision
Yes





 

List of publications

 
Király, L., Künstler, A., Albert, R.: Inheritance of biochemical markers of graft-transmissible resistance to powdery mildew (Leveilulla taurica) in progeny of grafted, resistant pepper., Plant Biotic Stresses & Resistance Mechanisms III Conference, Vienna, Austria. Abstract, p. 14., 2018
Künstler, A., Kátay, G., Gullner, G., Király, L.: Artificial elevation of glutathione contents in salicylic acid-deficient tobacco (Nicotiana tabacum cv. Xanthi NahG) reduces susceptibility to the powdery mildew pathogen Euoidium longipes., Plant Biology doi: 10.1111/plb.13030, 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
Albert, R., Künstler, A., Lantos, F., Ádám, A.L. Király, L.: Graft-transmissible resistance of cherry pepper (Capsicum annuum var. cerasiforme) to powdery mildew (Leveillula taurica) is associated with elevated superoxide accumulation, NADPH oxidase activity and pathogenesis-related gene expression., Acta Physiol. Plant. 39, 53., 2017
Nagy, Z.Á., Kátay, G., Gullner, G., Király, L., Ádám, A.L.: Azelaic acid accumulates in phloem exudates of TMV-infected tobacco leaves, but its application does not induce local or systemic resistance against selected viral and bacterial pathogens., Acta Physiol. Plant. 39, 9., 2017
Gullner, G., Zechmann, B., Künstler, A., Király, L.: The signaling roles of glutathione in plant disease resistance., In: M.A. Hossain, M.G. Mostofa, P. Diaz-Vivancos,et al.(eds): Glutathione in Plant Growth, Development, and Stress Tolerance. Springer International, pp. 331-357., 2017
Király, L., Zsemberi, O., Künstler, A., Albert, R.: Distinct activity changes of defense (pathogenesis) related genes and antioxidants during symptomless (extreme) vs. local necrotic (hypersensitive) plant virus resistance, XVth Spanish-Portuguese Congress of Plant Physiology, Barcelona, Spain. Abstract, poster ID C0205/P0205., 2017
Gullner, G., Kőmíves, T., Király, L., Schröder, P.: Glutathione S-transferase enzymes in plant-pathogen interactions., Front. Plant Sci. 9, 1836., 2018
Király, L., Künstler, A., Albert, R.: Inheritance of biochemical markers of graft-transmissible resistance to powdery mildew (Leveilulla taurica) in progeny of grafted, resistant pepper., Plant Biotic Stresses & Resistance Mechanisms III Conference, Vienna, Austria. Abstract, p. 14., 2018
Künstler, A., Bacsó, R., Albert, R., Barna, B., Király, Z., Hafez, Y.M., Fodor, J., Schwarczinger, I., Király, L.: Superoxide (O2.-) accumulation contributes to symptomless (type I) nonhost resistance of plants to biotrophic pathogens., Plant Physiol. Biochem. 128, 115–125., 2018
Künstler, A., Kátay, G., Gullner, G., Király, L.: Artificial elevation of glutathione contents in salicylic acid-deficient tobacco (Nicotiana tabacum cv. Xanthi NahG) reduces susceptibility to the powdery mildew pathogen, Plant Biology doi: 10.1111/plb.13030, 2019
Gullner, G., Kőmíves, T., Király, L., Schröder, P.: Glutathione S-transferase enzymes in plant-pathogen interactions., Front. Plant Sci. 9, 1836., 2018
Künstler, A., Bacsó, R., Albert, R., Barna, B., Király, Z., Hafez, Y.M., Fodor, J., Schwarczinger, I., Király, L.: Superoxide (O2.-) accumulation contributes to symptomless (type I) nonhost resistance of plants to biotrophic pathogens., Plant Physiol. Biochem. 128, 115–125., 2018
Albert, R., Künstler, A., Ádám, A., Lantos, F., Király, L.: A cseresznyepaprikáról étkezési paprikára oltással átvihető lisztharmat rezisztencia biokémiai markerei., 61. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 58., 2015
Hernández, J.A., Gullner, G., Clemente-Moreno, M.J., Künstler, A., Juhász, C., Díaz-Vivancos, P., Király, L.: Oxidative stress and antioxidative responses in plant-virus interactions., Physiol. Mol. Plant Pathol. DOI: 10.1016/j.pmpp.2015.09.00, In press, 2015
Király, L., Künstler, A., Lantos, F., Ádám, A., Fodor, J., Albert, R.: Enhanced superoxide accumulation and NADPH oxidase activity predict powdery mildew resistance graft-transmissible from cherry pepper to sweet pepper., 12th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants, Verona, Italy. Abstract, p. 107, poster P93., 2015
Künstler, A., Bacsó, R., Hafez, Y.M., Király, L.: Reactive oxygen species and plant disease resistance., In: D.K. Gupta, J.M. Palma, F.J. Corpas (eds): Reactive Oxygen Species and Oxidative Damage in Plants Under Stress. Springer International Publishing, Switzerland pp. 26, 2015
Lantos, F., Csüllög, K., Albert, R., Künstler, A., Király, L.: A kalciumhiány és a szuperoxid (O2•-) termelődésének összefüggése paprikabogyó-szövetekben., Kertgazdaság 47, 25-28., 2015
Hernández, J.A., Gullner, G., Clemente-Moreno, M.J., Künstler, A., Juhász, C., Díaz-Vivancos, P., Király, L.: Oxidative stress and antioxidative responses in plant-virus interactions., Physiol. Mol. Plant Pathol. 94, 134-148., 2016
Király, L., Künstler, A., Lantos, F., Ádám, A., Fodor, J., Albert, R.: Enhanced superoxide accumulation and NADPH oxidase activity predict powdery mildew resistance graft-transmissible from cherry pepper to sweet pepper., 12th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants, Verona, Italy. p. 107, poster P93., 2015
Albert, R., Künstler, A., Lantos, F., Király, L.: Preformed defense responses in a powdery mildew-resistant Hungarian cherry pepper cultivar., Review on Agriculture and Rural Development 5, 5-12., 2016
Albert, R., Zsemberi, O., Künstler, A., Király, L.: Védekezési gének és antioxidánsok tünetmentes (extrém) és lokális nekrózissal járó (hiperszenzitív) növényi vírus rezisztenciában., 63. Növényvédelmi Tudományos Napok, Előadáskivonatok, p. 93., 2017
Bacsó, R., Künstler, A., Király, L.: Tobacco necrosis virus replication and spread in Arabidopsis thaliana ecotype Columbia – a potential system for studying plant defense reactions to symptomless virus infe, Acta Physiol. Plant. 38, 139., 2016
Király L., Künstler, A., Nádai, T.: Enhanced susceptibility to systemic virus infections in a superoxide (paraquat) tolerant tobacco with elevated antioxidant capacity., FESPB-EPSO Plant Biology Congress, Prague, Czech Republic. Poster ID 534., 2016
Künstler, A., Bacsó, R., Gullner, G., Hafez, Y.M., Király, L.: Staying alive - is cell death dispensable for plant disease resistance during the hypersensitive response?, Physiol. Mol. Plant Pathol. 93, 75–84., 2016
Hernández, J.A., Gullner, G., Clemente-Moreno, M.J., Künstler, A., Juhász, C., Díaz-Vivancos, P., Király, L.: Oxidative stress and antioxidative responses in plant-virus interactions., Physiol. Mol. Plant Pathol. 94, 134-148., 2016
Künstler, A., Bacsó, R., Hafez, Y.M., Király, L.: Reactive oxygen species and plant disease resistance., In: D.K. Gupta, et al. (eds): Reactive Oxygen Species and Oxidative Damage in Plants Under Stress. Springer International, pp. 269-303., 2015
Bacsó, R., Künstler, A., Király, L.: Tobacco necrosis virus replication and spread in Arabidopsis thaliana ecotype Columbia – a potential system for studying plant defense reactions to symptomless virus infe, Acta Physiol. Plant. 38, 139., 2016
Künstler, A., Bacsó, R., Gullner, G., Hafez, Y.M., Király, L.: Staying alive - is cell death dispensable for plant disease resistance during the hypersensitive response?, Physiol. Mol. Plant Pathol. 93, 75–84., 2016




Back »