Cross-talk between the salicylic acid-dependent protective mechanisms and other signal transduction pathways in cereals  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
83840
Type PD
Principal investigator Pál, Magda
Title in Hungarian A szalicilsavfüggő védekezési mechanizmusok kapcsolata egyéb jelátviteli utakkal kalászos gabonafélékben
Title in English Cross-talk between the salicylic acid-dependent protective mechanisms and other signal transduction pathways in cereals
Keywords in Hungarian Szalicilsav, poliamin, jelátvitel, stressztűrő képesség
Keywords in English Salicylic acid, polyamine, signal transduction, stress tolerance
Discipline
Plant stress biology (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Department of Plant Physiology (Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences)
Starting date 2011-01-01
Closing date 2014-06-30
Funding (in million HUF) 12.899
FTE (full time equivalent) 2.80
state closed project
Summary in Hungarian
A globális klímaváltozás következtében tovább nőhet a kedvezőtlen környezeti hatások valószínűsége. Jelen pályázat célja a gazdaságilag jelentős gabonafélék stresszkörülmények között adott válaszreakcióinak jobb megismerése. Régóta ismert, hogy a szalicilsav (SA) jelátvivő molekulaként működik a növények védekező folyamataiban. Ebben a munkában a szalicilsavfüggő védekezési mechanizmusok egyéb jelátviteli utakkal való kapcsolatát tanulmányozzuk kalászos gabonafélékben. Az első lépésben nagyszámú gabona genotípus stressztűrő képességét határozzuk meg, és kapcsolatot keresünk a stressztűrő képesség és egyes védő vegyületek ill. jelátvivők között, különös tekintettel a SA-ra. Ezek az eredmények már önmagukban információt szolgáltatnak a gabonafélék egyes jelátvivő folyamatairól, ami későbbiekben a nemesítés számára is hasznos lehet. A következő lépésekben a különböző SA-szintekkel rendelkező kiválasztott genotípusokat vizsgáljuk. Ennek a munkafolyamatnak a célja, hogy kapcsolatot találjunk a különböző SA-szintek és más szignálfolyamatok között. Elsősorban a lipidösszetétel, egyes növényi hormonok, beleértve a poliaminokat, és egyéb stresszvédő anyagok kerülnek meghatározásra kontroll- és stresszkörülmények között. Ezektől az eredményektől azt várjuk, hogy rámutatnak azokra a folyamatokra, amiket akár hagyományos nemesítéssel, akár biotechnológiai úton befolyásolva, a növények stressztűrő képességét hatékonyan megnövelik.
Summary
The predicted climate change may further increase the possibility of unexpected unfavourable environmental conditions. The aim is to obtain a better understanding of the responses given to various types of stress by cereal species of outstanding economic importance. Salicylic acid (SA) has long been known as a signal molecule in the induction of defence mechanisms in plants. Special attention will be paid to the cross-talk processes between various signalling pathways. In the first step several cereal genotypes will be characterised for their levels of stress tolerance, and correlation between the level of tolerance and the endogenous level of certain signal transducers and/or protective compounds, especially SA, will be determined. These results may provide useful information per se about a few stress-related signalling processes of the cereal genotypes used in breeding programmes. In the next steps selected genotypes with different levels of SA will be used in further experiments aimed at discovering the effect of altered levels of SA on other signal pathways. Changes in the lipid composition and in the quantities of plant hormones (including polyamines) and other protective compounds will also be studied under control and stress conditions. It is expected that the results will enable us to pinpoint processes that could be manipulated either by conventional plant breeding or using biotechnology to achieve more efficient improvements in plant stress tolerance.





 

Final report

 
Results in Hungarian
Eredményeink azt mutatják, hogy a szalicilsav hasznos és nélkülözhetetlen védővegyület, valamint jelátvivő molekula, és szoros korrelációs viszonyban van az antioxidáns védekező rendszer számos tagjával, továbbá más védővegyülettel, mint pl. a poliaminokkal és a nehézfémek detoxifikációjában szerepet játszó fitokelatinokkal. Azonban kezdeti szintje és stressz indukálta mennyiségi változásai nem állnak szoros összefüggésben a tolerancia illetve rezisztencia mértékével nehézfém, alacsony hőmérséklet, PEG indukálta illetve lisztharmatfertőzés okozta stresszkörülmények között a vizsgált búzanövényekben. A szintén gabonák közé tartozó rizsben, mely köztudottan magas szalicilsav tartalommal rendelkezik, szintén kimutattuk, hogy a szalicilsav kezdeti szintje nincs közvetlen kapcsolatban a szárazságtoleranciával.
Results in English
It was concluded that salicylic acid has an important role as a protective compound and signalling molecule, and was in significant relationship with several members of the antioxidant system and other protective compounds, such as polyamines and the heavy metal chelating phytochelatins. However, the levels of salicylic acid either initially or under stress conditions, could not explain the degree of tolerance to heavy metal, low temperature, PEG-induced drought stress or powdery mildew infection in the wheat lines investigated. In rice, a crop plants, which can be characterised with a very high level of salicylic acid content, there was no strong correlation between the basal salicylic acid contents and the degree of drought tolerance.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83840
Decision
Yes





 

List of publications

 
Viktória Kovács, Orsolya K. Gondor, Gabriella Szalai, Éva Darkó, Imre Majláth, Tibor Janda and Magda Pál: Synthesis and role of salicylic acid in wheat varieties with different levels of cadmium tolerance, Journal of Hazardous Materials, 2014
Orsolya Kinga GONDOR, Gabriella SZALAI, Viktória KOVÁCS, Tibor JANDA, Magda PÁL: Impact of UV-B on drought- or cadmium-induced changes in the fatty acid composition of membrane lipid fractions in wheat, Ecotoxicology and Environmental Safety, 2014
Tibor Janda, Orsolya Kinga Gondor, Rusina Yordanova, Gabriella Szalai, Magda Pál: Salicylic acid and photosynthesis: signalling and effects, Acta Physiologiae Plantarum, 2014
Bányai J, Pál M, Spitkó T, Láng L, Bedő Z: Stresszvédő vegyület vizsgálata durum búza közel izogén vonalakban szárazság stressz során, In: Veisz Ottó (szerk.) (szerk.) Növénynemesítés a megújuló mezőgazdaságban: XX. Növénynemesítési Tudományos Nap. Budapest: MTA Agrártudományok Osztályának Növénynemesítési Bizottsága, 2014. pp. 65-69., 2014
Kovács V, Gondor OK, Szalai G, Majláth I, Janda T, Pál M: UV-B radiation modifies the acclimation processes to drought or cadmium in wheat, ENVIRON EXP BOT 100: 122-131, 2014
Pál M, Kovács V, Szalai G, Soós V, Ma X, Liu H, Mei H, Janda T: Salicylic acid and abiotic stress responses in rice, J AGRON CROP SCI 200: (1) 1-11, 2014
Szalai G, Janda T, Pál M: Routine sample preparation and HPLC analysis for ascorbic acid (vitamin C) determination in wheat plants and Arabidopsis leaf tissues., ACTA BIOL HUNG 65: 205-217, 2014
Pál M, Gondor OK, Janda T: Role of salicylic acid in acclimation to low temperature, ACTA AGRON HUNG 61: (2) 161-172, 2013
Pál M, Kovács V, Vida Gy, Szalai G, Janda T: Changes induced by powdery mildew in the salicylic acid and polyamine contents and the antioxidant enzyme activities of wheat lines, EUR J PLANT PATHOL 135: (1) 35-47, 2013
Pál M, Kovács V, Vida Gy, Szalai G, Janda T: Changes in salicylic acid and polyamine contents following powdery mildew infection of near-isogenic Thatcher wheat lines carrying different Lr genes., ACTA BIOLOGICA SZEGEDIENSIS 55:(1) p. 139-141., 2011
Kovács V, Pál M, Vida Gy, Szalai G, Janda T: Effect of powdery mildew infection on the antioxidant enzyme activities in different lines of Thatcher-based wheat., ACTA BIOLOGICA SZEGEDIENSIS 55:(1) p. 99-100., 2011
Szőke Cs, Pál M, Szalai G, Janda T, Rácz F, Marton L Cs: Potencial role of salicylic acid in tolerance of maize to Fusarium graminearum., ACTA BIOLOGICA SZEGEDIENSIS 55:(1) p. 167-168., 2011
Pál M, Kovács V, Vida Gy, Szalai G, Janda T: Changes induced by powdery mildew in the salicylic acid and polyamine contents and the antioxidant enzyme activities of wheat lines, EUROPEAN JOURNAL OF PLANT PATHOLOGY 135 (1): p. 35-47., 2013
Kovács V, Vida G, Szalai G, Janda T, Pál M: Relationship between biotic stress tolerance and protective compounds in wheat genotypes, ACTA AGRONOMICA HUNGARICA 60:(2) pp. 131-141., 2012
Pál M, Gondor OK, Janda T: Role of salicylic acid in acclimation to low temperature, ACTA AGRONOMICA HUNGARICA 61:(2) pp. 161-172. (2013), 2013
Pál M, Kovács V, Szalai G, Soós V, Ma X, Liu H, Mei H, Janda T: Salicylic acid and abiotic stress responses in rice, JOURNAL OF AGRONOMY AND CROP SCIENCE-ZEITSCHRIFT FUR ACKER UND PFLANZENBAU 200:(1) pp. 1-11. (2014), 2014
Pál M, Kovács V, Vida Gy, Szalai G, Janda T: Changes induced by powdery mildew in the salicylic acid and polyamine contents and the antioxidant enzyme activities of wheat lines, EUR J PLANT PATHOL 135: (1) 35-47, 2013
Pál M, Szalai G, Kovács V, Gondor OK, Janda T: Salicylic Acid-Mediated Abiotic Stress Tolerance, In: Shamsul Hayat, Aqil Ahmad, Mohammed Nasser Alyemeni (szerk.) (szerk.) Salicylic Acid Plant Growth and Development. Netherlands: Springer Dordrecht Heidelberg, 2013. pp. 183-247., 2013
Kovács V, Vida G, Szalai G, Janda T, Pál M: Relationship between biotic stress tolerance and protective compounds in wheat genotypes, ACTA AGRON HUNG 60: (2) 131-141, 2012
Szőke Cs, Pál M, Szalai G, Janda T, Rácz F, Marton L Cs: Potencial role of salicylic acid in tolerance of maize to Fusarium graminearum, ACTA BIOL SZEGED 55: (1) 167-168, 2011




Back »