Characterization and comparison of signaling elements of systemic acquired resistance (SAR) induced by pathogenic and abiotic stress factors in tobacco  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
112146
Type K
Principal investigator Ádám, Attila
Title in Hungarian Az abiotikus stressz és patogén fertőzés által kiváltott szisztemikus szerzett rezisztencia (SZSZR) szignálátviteli elemeinek jellemzése és összehasonlítása dohány növényekben
Title in English Characterization and comparison of signaling elements of systemic acquired resistance (SAR) induced by pathogenic and abiotic stress factors in tobacco
Keywords in Hungarian abiotikus stressz, aktivált állapot (priming), azelainsav(AzA), Cercospora (cercosporin), dohány mozaik vírus(DMV), HPLC-MS, pipekolinsav (Pip), szisztemikus szerzett rezisztencia (SZSZR)
Keywords in English abiotic stress, azelaic acid (AZA), Cercospora (cercosporin), HPLC-MS (mass spectrometry), pipecolic acid (Pip), priming, systemic acquired resistance, (SAR), tobacco mosaic virus (TMV)
Discipline
Plant pathology, molecular plant pathology (Council of Complex Environmental Sciences)70 %
Signal transduction (Council of Medical and Biological Sciences)30 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Plant Protection Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants Gullner, Gábor
Kátay, György
Mergenthaler, Emese
Nagy, Zoltán
Viczián, Orsolya
Starting date 2015-01-01
Closing date 2019-11-30
Funding (in million HUF) 34.080
FTE (full time equivalent) 8.27
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A szisztemikus immunitás (SZI vagy szisztemikus szerzett rezisztencia, SZSZR) az elsődleges fertőzést követően kialakuló, széles kórokozó spektrummal szemben hatékony védekezési reakció a kórokozóktól mentes növényi részekben. Az SZI kiváltására a dohány-dohány mozaik vírus (TMV) rendszert alkalmazták. A TMV fertőzés tüneteinek egzakt, digitalizált értékelésére és statisztikai analízisére új, részben automatizált módszert dolgoztak ki megfelelő szoftver (Image J 1.38v) és R-felület alkalmazásával. Az SZI szignálátvitele az utóbbi két évtizedben a növénykórtan legvitatottabb kérdései közé tartozott. Három feltételezett szignálátviteli anyag biológiai hatékonyságát vizsgálták. Az eredmények azt igazolták, hogy az azelainsav nem vált ki sem lokális sem szisztemikus rezisztenciát. Igen fontos eredményeket szolgáltattak az N-hidroxipipekolinsavval (NHP) végzett kísérletek. Az NHP kezelés sokkal hatékonyabban (lokális (80%-os csökkenés) és nem lokális hatás a lézióátmérőre és a léziótípusra) gátolta a virális nekrotikus tüneteket, mint a pipekolinsav. Az NHP hatásai szalicilsav(SA)-függő módon fejeződtek ki. Az NHP és az SA kapcsolata igazolja az SZI indukció SA-függésére vonatkozó korábbi adatokat, bár funkcionális hatásaik részben eltérőek. Ez az NHP szignálátviteli szerepére utalhat. Ennek igazolására és a kertészeti alkalmazásra további vizsgálatok (elsősorban az in planta NHP-képződés és más kórokozók tesztelése) szükségesek.
Results in English
Systemic immunity (SI or systemic acquired resistance, SAR) is a defence mechanism that induces protection against a wide range of pathogens in distant, pathogen-free parts of plants. SI was induced in tobacco-tobacco mosaic virus (TMV) system. A semi-automated new and exact method was developed for the data collection, evaluation, digitalization and statistical analysis of the symptoms of virus (TMV) infected plants based on image analysis software and R-surface. SI signalling was one of the most debated issues in molecular plant pathology in the last two decades. The biological significance of three putative signal transduction components were studied in tobacco. The results clearly indicated that azelaic acid could not induce local and systemic resistance. Highly significant results were found with N-hydroxypipecolic acid (NHP). This compound inhibited much more effectively necrotic symptoms of TMV infection (local (80% decrease) and distant effects on TMV lesion size and type) than pipecolic acid (Pip). These effects of NHP were developed on salicylic acid (SA) dependent manner. The interplay of NHP and SA supports the former results on the requirement of SA during SI induction but the two compounds may have partly different functions. These results suggest that NHP may function as a signal molecule. However, further studies (testing of in planta conversion of Pip to NHP and other pathogens) are required for the elaboration of practical application.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=112146
Decision
Yes





 

List of publications

 
Ádám, A.L., Nagy, Z.Á., Viczián, O.: Systemic Immunity in Plants: Biochemical Signals and the Challenge for Practical Application., EC Agriculture 5(2), 57-60, 2019
Nagy, Z. Á., Jung, A., Varga, Z., Kátay, G., Ádám, A. L.: Effect of artificial light conditions on local and systemic resistance response of tobacco to TMV infection., Notulae Botanicea Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 45, 270–275., 2017
Albert, R., Künstler, A., Lantos F., Ádám, A.L., Király, L.:: Graft-transmissible resistance of cherry papper (Capsicum annuum var. cerasiforme) to powdery mildew is associated with elevated superoxide accumulation, NADPH oxidase ac, Acta Physiologiae Plantarum 39:53 https://doi.org/10.1007/s11738-017-2353-5, 2017
Nagy, Z.Á., Jung, A., Varga, Zs., Kátay, Gy., Ádám, A.L.:: Effect of artificial light conditions on local and systemic resistance response of tobacco to TMV infection, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici 45(1): 270-275. DOI:10.15835/nbha45110751, 2017
Nagy ZÁ, Kátay Gy, Gullner, G, Király L, Ádám AL: 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 ba, Acta Physiologiae Plantarum, 39(1): 9 DOI 10.1007/s11738-016-2303-7, 2017
Albert, R., Künstler, A., Lantos F., Ádám, A.L., Király, L.:: Graft-transmissible resistance of cherry papper (Capsicum annuum var. cerasiforme) to powdery mildew is associated with elevated superoxide accumulation, NADPH oxidase ac, Acta Physiologiae Plantarum 39:53 https://doi.org/10.1007/s11738-017-2353-5, 2017
Ádám, A.L., Nagy, Z.Á., Kátay, G., Mergenthaler, E., Viczián, O.: Signals of systemic immunity in plants: progress and open questions., International Journal of Molecular Sciences 19(4), 1146. https://doi.org/10.3390/ijms19041146, 2018
Nagy, Z.Á., Kátay, Gy., 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 Physiologiae Plantarum, 39(1): 9 DOI 10.1007/s11738-016-2303-7, 2017
Juhász, Cs., Tóbiás, I., Ádám, A. L., Kátay, Gy. Gullner, G.: Pepper 9- and 13-lipoxygenase genes are differentially activated by two tobamoviruses and by hormone treatments., Physiological and Molecular Plant Pathology 92, 59–69., 2015
Nagy ZÁ, Kátay Gy, Gullner G, Ádám AL: Evaluation of TMV lesion formation and timing of signal transduction during induction of systemic acquired resistance (SAR) in tobacco with a computer-assisted method., In: Shanker AK, Shanker C (eds) Biotic and abiotic stress–recent advances and future perspectives.Intech, Rijeka, pp. 363–372, 2016
Ádám AL, Nagy ZÁ: A szisztemikus szerzett rezisztencia szignálátvitele: eredmények és kihívások. (Signal transduction of systemic acquired resistance: results and new challenges.), Növényvédelem (Plant Protection) 77: 435-461., 2016
Nagy ZÁ, Kátay Gy, Gullner, G, Király L, Ádám AL: 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 ba, Acta Physiologiae Plantarum, 39(1): 9 DOI 10.1007/s11738-016-2303-7, 2017
Juhász, Cs., Tóbiás, I., Ádám, A. L., Kátay, Gy. Gullner, G.: Pepper 9- and 13-lipoxygenase genes are differentially activated by two tobamoviruses and by hormone treatments., Physiological and Molecular Plant Pathology 92, 59–69., 2015
Albert, R., Künstler, A., Lantos F., Ádám, A.L., Király, L.: Graft-transmissible resistance of cherry pepper (Capsicum annuum var. cerasiforme) to powdery mildew is associated with elevated superoxide accumulation, NADPH oxidase activity and pathogenesis-related gene expression, Acta Physiologiae Plantarum 39:53 https://doi.org/10.1007/s11738-017-2353-5, 2017
Nagy, Z.Á., Kátay, Gy., Gullner, G., Ádám, A.L.: Evaluation of TMV lesion formation and timing of signal transduction during induction of systemic acquired resistance (SAR) in tobacco with a computer-assisted method., In: Shanker, A.K., Shanker, C. (eds), Biotic and Abiotic Stress–Recent Advances and Future Perspectives. InTech, London, UK, pp. 363–372., 2016
Ádám, A.L., Nagy, Z.Á.: A szisztemikus szerzett rezisztencia szignálátvitele: eredmények és kihívások. (Signal transduction of systemic acquired resistance: results and new challenges.), Növényvédelem (Plant Protection) 77: 435-461., 2016





 

Events of the project

 
2017-04-21 13:21:26
Résztvevők változása
2015-04-07 13:18:44
Résztvevők változása




Back »