Особенности взаимодействия генов TSN1-SnTOXA и SNN1-SnTOX1 в патосистеме Triticum aestivum - Stagonospora nodorum
Год: 2020
Страницы: 352-358
Номер: Том 12, № 3
Аннотация:
Вирулентность возбудителя септориоза пшеницы патогенного гриба Stagonospora nodorum Berk. обусловлена наличием у изолятов некротрофных эффекторов (SnTox), которые взаимодействуют с белками растения-хозяина, кодируемыми доминантными генами восприимчивости (Snn). Такие взаимодействия SnTox-Snn осуществляются по типу ген-на-ген в зеркальном отражении, и приводят к развитию инфекции. В данной работе изучены взаимодействия SnToxА-Tsn1 и SnTox1-Snn1 вызывающие некрозы и хлорозы в тканях растений пшеницы. Предполагают, что множественность реакций SnTox-Snn может осуществляться через регуляцию транскрипции генов восприимчивости растений. Цель работы заключалась в изучении транскрипционной активности генов восприимчивости Tsn1 и Snn1 у сортов пшеницы с различной степенью устойчивости к S. nodorum. У 12 сортов мягкой пшеницы озимого и ярового типа развития методом ПЦР были идентифицированы аллели генов восприимчивости Tsn1и Snn1 и методом газончиков определена проростковая устойчивость всех образцов. Затем было отобрано пять сортов для дальнейшего изучения. Устойчивость сорта Омская 35, несущего одну доминантную аллель Snn1, определялась подавлением транскрипции гена Snn1 почти в 2 раза. Устойчивость сорта Юбилейная 100, несущего две доминантных аллели Tsn1/Snn1, определялась подавлением транскрипции гена Tsn1 в 8 раз. Устойчивость сортов Есаул и Ермак, так же как и восприимчивость сорта Жница определялись не только транскрипционной активностью гена Tsn1, но, возможно, и другими факторами. Между уровнем транскрипции гена Tsn1 и устойчивостью сорта была обнаружена статистически значимая положительная корреляция 0,97.
Ключевые слова:
Stagonospora nodorum Berk.; Triticum aestivum; некротрофные эффекторы SnToxA и SnTox1; гены восприимчивости Tsn1 и Snn1; селекция
Библиографический список:
- Веселова С.В., Бурханова Г.Ф., Нужная Т.В., Максимов И.В. Роль этилена и цитокининов в развитии защитных реакций в растениях Triticum aestivum, инфицированных Septoria nodorum // Физиол. раст. 2016. Т. 63(5). С. 649-660. DOI: 10.7868/S0015330316050158
- Веселова С.В., Бурханова Г.Ф., Нужная Т.В., Румянцев С.Д., Максимов И.В. Влияние хозяин-специфичного токсина SNTOX3 патогена Stagonospora nodorum на сигнальный путь этилена и редокс-статус растений мягкой яровой пшеницы // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т. 23(7). С. 856-864. DOI 10.18699/VJ19.559
- Faris J.D., Zhang Z., Lu H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J.P., Meinhardt S.W., Rasmussen J.B., Xu S.S., Oliver R.P., Simons K.J., Friesen T.L. A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens // PNAS. 2010. V. 107(3). P. 13544–13549. doi.org/10.1073/pnas.1004090107
- Gimenez M.J., Piston F., Atienza S.G. Identification of suitable reference genes for normalization of qPCR data in comparative transcriptomics analyses in the Triticeae // Planta. 2011. V. 233. P. 163-173. DOI 10.1007/s00425- 010-1290-y
- Liu Z., Zhang Z., Faris J.D, Oliver R.P, Syme R., McDonald M.C., McDonald B.A., Solomon P.S., Lu S., Shelver W.L., Xu S., Friesen T.L. The Cysteine rich necrotrophic effector SnTox1 produced by Stagonospora nodorum triggers susceptibility of wheat lines harboring Snn1 //PLoS Pathog. 2012. V. 8(1). e1002467. doi:10.1371/journal.ppat.1002467
- McDonald M.C., Solomon P.S. Just the surface: advances in the discovery and characterization of necrotrophic wheat effectors // Curr. Opin. Microbiol. 2018. V. 46. P. 14-18. doi.org/10.1016/j.mib.2018.01.019
- Phan H.T.T., Rybak K., Furuki E., Breen S., Solomon P.S., Oliver R.P., Tan K.-C. Differential effector gene expression underpins epistasis in a plant fungal disease // Plant J. 2016. V. 87. P. 343-354. DOI 10.1111/tpj.13203
- Rybak K., SEE P.T., Phan H.T.T., Syme R.A., Moffat C.S., Oliver R.P., Tan K-C. A functionally conserved Zn2Cys6 binuclear cluster transcription factor class regulates necrotrophic effector gene expression and host-specific virulence of two major Pleosporales fungal pathogens of wheat // Molecular plant pathology. 2017. V. 18(3). P. 420–434. DOI: 10.1111/mpp.125
- Shi G., Zhang Z., Friesen T.L., Bansal U., Cloutier S., Wicker T., Rasmussen J.B., Faris J.D. Marker development, saturation mapping, and high‑resolution mapping of the Septoria nodorum blotch susceptibility gene Snn3‑B1 in wheat // Mol. Genet. Genomics. 2016. V. 291. P. 107-119. DOI 10.1007/s00438-015-1091-x
- Virdi S.K., Liu Z., Overlander M.E., Zhang Z., Xu S.S., Friesen T.L., Faris J.D. New insights into the roles of host gene-necrotrophic effector interactions in governing susceptibility of durum wheat to tan spot and Septoria nodorum Blotch. // Durum-Necrotrophic Pathogen Interactions. 2016. V. 6. P. 4139 – 4150. doi: 10.1534/g3.116.036525