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Identificazione Di Genomewide Di Pseudomonas Syringae Pv. Promotori Di Pomodoro DC3000 Controllati Dal Fattore Sigma Alternativo HrpL

La capacità di Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 a parassitano pomodoro e Arabidopsis thaliana dipende da geni attivati dal fattore sigma alternativo HrpL. Per supportare vari funzionale analisi genomic di DC3000 e, in particolare, per identificare i geni coinvolti nella patogenesi, abbiamo sviluppato una sequenza bozza di DC3000 e utilizzato un iterativo processo coinvolgendo computazionale e tecniche di espressione genica per identificare i geni implicati virulenza a valle dei promotori HrpL-sensibli a reagire. Risposta ipersensibile e patogenicità (Hrp) promotori sono conosciuti per controllare i geni che codificano le macchine Hrp (tipo di secrezione della proteina III) e qualche tipo di proteine effettrici III in DC3000. Questo processo coinvolto (i) identificazione di 9 nuovi geni di virulenza implicati nell'Hrp Regulone di mutagenesi miniTn5gus, (ii) lo sviluppo di un modello di Markov nascosto (HMM) addestrato con il conosciuto e identificato trasposone sequenze promotore Hrp, (iii) HMM geni identificazione dei promotori a Monte di 12 ulteriori virulenza implicati, e (iv) microarray e RNA tamponando analisi dell'espressione di un sottoinsieme rappresentativo di questi geni DC3000 HrpL-dipendente. Abbiamo trovato che il Regulone Hrp codifica candidati per 4 aggiuntive tipo III secrezione macchinari accessori fattori omologhi delle proteine effettrici HopPsyA, AvrPpiB1 (2 copie), AvrPpiC2, AvrPphD (2 copie), AvrPphE, AvrPphF e AvrXv3 e geni associati con la produzione o il cui metabolismo dei fattori di virulenza estranei al Hrp tipo sistema di secrezione di III, tra cui syringomycin sintetasi (SyrE), sintetasi N(epsilon)-(indole-3-acetyl)-l-lysine (IaaL)e una filiale Regulone controllo della produzione di coronatine. Ulteriori geni effettori, hopPtoA2, hopPtoB2 e un avrRps4 dell'omologo, furono preceduti da Hrp promotore-come sequenze, ma questi aveva HMM i valori di aspettativa di importanza relativamente bassa e non sono stati attivati distintamente dal HrpL.

Pti6, Pti5 E Pomodoro Trascrizione Fattori Pti4 Attivare Risposte Di Difesa Quando Espresso in Arabidopsis

Le proteine Pti4, Pti5 e Pti6 da pomodoro sono state identificate basato sulla loro interazione con il prodotto del gene di resistenza malattia della Pto, un Ser-Thr chinasi di proteina. Essi appartengono alla famiglia di fattore (ERF) etilene-risposta di fattori di trascrizione pianta unica e legano specificamente all'elemento cis GCC-box presente nei promotori di molti correlati a patogenesi (PR) geni. Qui, ci mostrano che questi pomodori opera è localizzati per il nucleo e la funzione in vivo come attivatori della trascrizione che regolano l'espressione dei geni GCC scatola contenente PR. Espressione di Pti4, Pti5 o Pti6 in Arabidopsis attivato l'espressione dei geni regolati acido salicilico PR1 e PR2. Espressione dei geni regolamentati di etilene e Acido jasmonico, quali PR3, PR4, PDF1.2 e Thi2.1, è stata colpita in modo diverso da ciascuno dei tre pomodoro opera, con piante di Arabidopsis Pti4 avere livelli molto elevati di PDF1.2 trascrizioni. Applicazione esogena di acido salicilico per piante di Arabidopsis Pti4 soppressa l'espressione aumentata di PDF1.2, ma ulteriormente stimolata espressione PR1. Piante di Arabidopsis esprimendo Pti4 visualizzato maggiore resistenza ai patogeni fungini Erysiphe orontii e maggiore tolleranza al patogeno batterico pomodoro di Pseudomonas syringae pv. Questi risultati indicano che Pti4, Pti5 e Pti6 attivare l'espressione di una vasta gamma di geni PR e svolgono un ruolo importante e distinto nella difesa della pianta.

Due Distinte Proteine Effettrici Pseudomonas Interagiscono Con La Chinasi Pto E Attivare L'immunità Pianta

La chinasi serina/treonina Pto di pomodoro conferisce resistenza alla malattia di speck da riconoscere ceppi di Pseudomonas syringae che esprimono la proteina AvrPto. PTO e AvrPto interagire fisicamente, e questa interazione è necessaria per l'attivazione di resistenza ospite. Abbiamo individuato una seconda proteina di Pseudomonas, AvrPtoB, che interagisce specificamente con presa di forza ed è ampiamente distribuito tra i patogeni vegetali. AvrPtoB è trasportato nella cellula vegetale dal batterico tipo sistema di secrezione di III, e suscita le difese specifiche Pto. AvrPtoB ha poca somiglianza di sequenza complessiva con AvrPto. Tuttavia, AvrPto aminoacidi, che sono necessari per l'interazione con presa di forza, sono presenti in AvrPtoB e necessari per l'interazione con presa di forza. Così, due distinti effettori batteriche attivano l'immunità pianta interagendo con la chinasi di proteina host stesso attraverso un meccanismo strutturale simile.

Il Tabacco Acido Salicilico-proteina 3 (SABP3) è Il Cloroplasto Anidrasi Carbonica, Che Esibisce Un'attività Antiossidante E Svolge Un Ruolo Nella Risposta Ipersensibile Difesa

Nelle piante, l'acido salicilico (SA) svolge un ruolo importante nella segnalazione entrambi risposte di difesa locale e sistemica. Precedenti tentativi di identificare proteine effettrici SA di tabacco hanno portato all'isolamento di due proteine della SA-associazione citoplasmatiche solubile (SABPs): catalasi, SABP e un circa 25 kDa proteina, SABP2. Qui descriviamo l'identificazione di un SA-binding protein, SABP3, nello stroma dei cloroplasti di tabacco. SABP3 legato SA con una costante di dissociazione apparente (K(d)) di 3,7 microM ed esposto molto maggiore affinità per biologicamente attive rispetto a analoghi inattivi. Purificazione e sequenziamento parziale del SABP3 indicato che si tratta del cloroplasto anidrasi carbonica (CA). A conferma di questa constatazione, cloroplasto tabacco ricombinante CA esposto sia CA enzimatica e SA-associazione attività. Espressione di questa proteina nel lievito ha anche dimostrato che CA/SABP3 ha un'attività antiossidante. Inoltre è stato clonato un secondo gene codifica CA, e la proteina codificata è stato mostrato a comportarsi allo stesso modo a che viene purificato in SABP3. Infine, silenziamento dell'espressione genica CA in foglie soppresse il Pto:avrPto-mediata risposta ipersensibile in resistenza alle malattie. Questi risultati dimostrano che SA può agire attraverso molteplici proteine effettrici in piante e fare ulteriore luce sulla funzione di CA nei cloroplasti.

1 H, 15N E 13C Spostamento Chimico Assegnazioni Del Nucleo Strutturato Delle Proteine Effettrici Pseudomonas AvrPto

Trascrizione Completa Profilazione Del Pto E Prf-mediata Risposte Di Difesa Ospite All'infezione Da Pseudomonas Syringae Pv. Pomodoro

Il gene di resistenza di malattia Pto codifica una serina/treonina chinasi di proteina che conferisce resistenza nel pomodoro per Pseudomonas syringae pv. ceppi di pomodoro che esprimono la proteina AvrPto. Pto-mediata resistenza alle malattie batteriche speck richiede anche Prf, una proteina con ripetizioni ricchi di leucina e un sito putativo di nucleotide-binding, anche se non è noto il ruolo della Prf nella via della difesa. Abbiamo usato GeneCalling, una tecnologia di architettura aperta, profilatura di mRNA, per identificare i geni che sono indotti o soppressi in foglie 4 h dopo infezione batterica nell'interazione mediata Pto e Prf tomato-Pseudomonas(avrPto). Frammenti di cDNA individuali oltre 135 000 che rappresenta la stima 90% dei trascritti espressi in pomodoro foglie sono stati esaminati e 432 differenzialmente espressi geni sono stati identificati. I geni codificano oltre 25 classi di proteine tra cui 11 tipi di fattori di trascrizione e molti componenti di trasduzione di segnale. Espressione differenziale del 91% dei geni necessari sia Pto e PRF è interessante, espressione differenziale dei 32 geni non richiedono Pto ma era dipendente da Prf. Così, i nostri dati supportano un ruolo per Prf all'inizio della via del Pto e indicano che Prf può anche funzionare come un determinante di riconoscimento host indipendente di infezione batterica. Delineamento di espressione globale della risposta mediata da Pto difesa permette lo sviluppo di molte nuove ipotesi circa le basi molecolari della resistenza alle malattie batteriche speck.

Posizione E L'attività Dei Membri Di Una Famiglia Di Omologhi VirPphA in Pathovars Di Pseudomonas Syringae E P. Savastanoi

Riepilogo virPphA è un determinante della patogenicità di Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola a fagiolo Phaseolus. Una famiglia di omologhi di virPphA è stata rilevata in pathovars di p. savastanoi e p. syringae. Abbiamo esaminato la struttura e l'attività di alleli designati rispettivamente virPphA, virPphA(Pgy) e virPphA(Psv) da p. savastanoi pathovars phaseolicola, glycinea e savastanoi e avrPtoB da p. syringae pv. pomodoro. Il sequenziamento ha mostrato che l'omologo virPphA(Pgy) aveva una cancellazione centrale 48-bp in open reading frame (ORF) rispetto a virPphA e virPphA(Psv), ma in caso contrario tutti gli alleli di tre P. savastanoi avevano > 98% identità a livello di DNA. Di contrasto, AvrPtoB da p. syringae pv. ceppo Tomato DC3000 è stato previsto di avere solo il 51% degli aminoacidi somiglianza con VirPphA. Tutti, ORFs hanno un promotore a Monte hrp-casella che indica il potenziale regolamento di HrpL. Ciascun omologo clonato è stato introdotto nel p. savastanoi pv. phaseolicola ceppo RW60, che manca di un nativo del plasmide che trasportano virPphA come parte di un'isola di patogenicità (PAI), e che non è patogeno sul fagiolo. I cromosomi omologhi tutti restaurati virulenza, come misurato tramite lo sviluppo di lesioni impregnati d'acqua nei baccelli di fagiolo e aumentato popolazioni batteriche in foglie rispetto a RW60 da solo. Harbouring virPphA RW60 o virPphA(Psv) ha suscitato una forte reazione ipersensibile (HR) nella soia CV Osumi; la presenza di avrPtoB ha causato un HR debole, ma virPphA(Pgy) non influisce sulla reazione null osservata nella soia con RW60 da solo. Un secondo gene effector, avrPphD, è stato rilevato sui cloni genomici che trasportano virPphA(Pgy) e virPphA(Psv). avrPphD era anche presente in entrambi p. savastanoi pv. phaseolicola e p. syringae pv. pomodoro, ma altrove nel loro genoma. Confronto tra le posizioni di virPphA e di altri effettori genomiche trovato nel p. savastanoi pv. phaseolicola PAI ha rivelato la più grande divergenza delle sequenze che circonda virPphA essere in p. syringae pv. pomodoro.

Effector III Tipo Pseudomonas AvrPtoB Induce La Suscettibilità Di Malattia Pianta Tramite Inibizione Della Morte Cellulare Programmata Di Host

Il tipo AvrPtoB proteine effettrici III è conservato tra i diversi generi di agenti patogeni vegetali suggerendo che gioca un ruolo importante nella patogenesi. Qui riportiamo che Pseudomonas AvrPtoB agisce all'interno della cellula vegetale per inibire la morte cellulare programmata (PCD) ha avviato le proteine di resistenza di malattia Pto e Cf9 e, straordinariamente, la proteina del mouse pro-apoptotici Bax. AvrPtoB soppressi anche PCD in lievito, dimostrando che AvrPtoB funzioni come un inibitore della morte cellulare attraverso regni. Utilizzando le proteine AvrPtoB troncate, abbiamo identificato domini distinti N - e C-terminale di AvrPtoB che sono sufficienti per il riconoscimento di host e inibizione del PCD, rispettivamente. Abbiamo anche individuato un fenotipo di resistenza romanzo, Rsb, che viene attivato da un troncamento AvrPtoB interrotto nel dominio anti-PCD. Una Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 ceppo con una mutazione cromosomica in AvrPtoB C-terminale raccolse Rsb-immunità in piante di pomodoro precedentemente sensibili e malattia è stata ripristinata quando AvrPtoB full-length è stata espressa in trans. Così, i nostri risultati indicano che un effector III tipo può indurre pianta suscettibilità all'infezione batterica inibendo host PCD.

Iperespressione Del Gene Di Resistenza Della Malattia Pto Nel Pomodoro Induce Cambiamenti Di Espressione Del Gene Simili a Risposte Immunitarie in Umani E Sulla Mosca Frutta

Il Pto gene codifica per una serina/treonina chinasi di proteina che conferisce resistenza in pomodoro (Lycopersicon esculentum) a Pseudomonas syringae pv tomato ceppi che esprimono il tipo di proteina III AvrPto. Sovraespressione costitutiva del Pto nel pomodoro, in assenza di AvrPto, attiva le risposte di difesa e conferisce resistenza a diversi agenti patogeni diversi pianta batteriche e fungine. Abbiamo utilizzato una serie di individuazione del gene e metodi profilatura espressione per esaminare l'effetto della sovraespressione di Pto nel pomodoro di foglie. Analisi del pomodoro espresso database di sequenze tag e ibridazione sottrattiva soppressione identificato 600 geni che erano potenzialmente differenzialmente espressi in piante di pomodoro con sovraesprimono Pto relativa rispetto ad una linea di pari livello carente Pto. Usando i microarrays del cDNA, abbiamo verificato i cambiamenti nell'espressione di molti di questi geni in vari punti del tempo dopo l'inoculazione con pomodoro di p. syringae pv (avrPto) della linea con sovraesprimono relativa presa di forza resistente e la linea suscettibile di pari livello. La combinazione di questi tre approcci ha portato all'identificazione di 223 geni POR (iperespressione di Pto reattivo). Sorprendentemente, il 40% dei geni indotti nelle piante con sovraesprimono Pto relativa precedentemente hanno dimostrato di essere differenzialmente espressi durante l'uomo (Homo sapiens) e/o risposte immunitarie sulla Mosca di frutta (Drosophila melanogaster).

La Sequenza Completa Del Genoma Di Arabidopsis E Pomodoro Patogeno Pseudomonas Syringae Pv. Tomato DC3000

Riportiamo la sequenza completa del genoma del patogeno batterico modello pomodoro di Pseudomonas syringae pathovar DC3000 (DC3000), che è patogena sul pomodoro e Arabidopsis thaliana. Il genoma DC3000 (6,5 MB) contiene un cromosoma circolare e due plasmidi, che codificano collettivamente 5.763 ORFs. Abbiamo identificato 298 stabilito e geni di virulenza putativo, compresi diversi cluster di geni che codificano per 31 confermato e 19 previsto tipo III secrezione proteine delle sistema effettrici. Molti dei geni di virulenza erano membri di famiglie paralogous e furono anche prossimale di elementi mobili, che collettivamente costituiscono il 7% del genoma DC3000. Il batterio possiede un vasto repertorio di trasportatori per l'acquisizione dei nutrienti, specialmente gli zuccheri, così come geni implicati nell'attacco a piantare le superfici. Oltre 12% dei geni sono dedicati al regolamento, che può riflettere la necessità di rapido adattamento ai diversi ambienti incontrati durante la patogenesi e la crescita epifita. Analisi comparative ha confermato un elevato grado di somiglianza con due sequenziata Pseudomonas, Pseudomonas putida e Pseudomonas aeruginosa, ancora rivelato 1.159 geni unici a DC3000, di cui 811 manca una funzione conosciuta.

Capire Le Funzioni Delle Proteine Vegetali Malattia Resistenza

Molte proteine di resistenza (R) malattie delle piante di rilevare la presenza di batteri patogeni, virus o funghi di riconoscere molecole effettrici da organismi patogeni specifici che vengono prodotte durante il processo di infezione. Effettori sono spesso proteine patogeno che probabilmente si è evoluto per sovvertire i vari processi di host per la promozione del ciclo di vita del patogeno. Cinque classi di proteine R effettrici specifiche sono note e le loro sequenze suggeriscono ruoli nella trasduzione del segnale e riconoscimento sia effettrici. Sebbene alcune proteine R possono agire come recettori primari delle proteine effettrici patogeno, la maggior parte sembrano giocano un ruolo indiretto in questo processo. Le funzioni delle varie proteine R richiedono la fosforilazione, degradazione delle proteine o localizzazione specifica all'interno della cellula ospite. Alcuni componenti di segnalazione sono condivisi da molte vie di gene R mentre altri sembrano essere percorso specifico. Nuove tecnologie derivanti dalla rivoluzione genomica e proteomica amplierà notevolmente la nostra capacità di indagare il ruolo delle proteine R nella resistenza alle malattie vegetali.

Basi Molecolari Della Pto-mediata Resistenza Alle Malattie Batteriche Speck Nel Pomodoro

Il gene Pto in pomodoro conferisce resistenza gene-per-gene di Pseudomonas syringae pv. pomodoro, l'agente eziologico della malattia batterica speck. Presa di forza è stato il primo introgressed da una specie selvatica di pomodoro in varietà di pomodoro coltivate oltre 60 anni fa e ora è ampiamente utilizzato per controllare la malattia lo speck. Clonazione del gene Pto ha rivelato che codifica per una proteina chinasi serina-treonina cytoplasmically localizzata. La base molecolare del gene-per-gene riconoscimento in questo pathosystem è l'interazione fisica diretta della chinasi Pto di con una delle due proteine effettrici Pseudomonas, AvrPto e AvrPtoB. Al riconoscimento di AvrPto o AvrPtoB, la chinasi Pto agisce di concerto con la Prf, una proteina ricca di leucina contenente ripetizione, attivare molteplici vie di trasduzione del segnale. C'è stato molto progresso nella comprensione dell'origine evolutiva del gene Pto, dettagli strutturali su come la chinasi Pto interagisce con AvrPto e AvrPtoB, segnalazione passi a valle della presa di forza e risposte di difesa attivate dalla via del Pto. Lavoro futuro su questo modello di sistema si concentrerà su come l'interazione tra la chinasi Pto con proteine effettrici batterica attiva la trasduzione del segnale, definendo il ruolo specifico di segnalazione componenti e in definitiva, determinare quali risposte di difesa ospite sono più responsabili inibendo crescita del patogeno e sopprimere i sintomi della malattia batterica speck.

Il Fattore Di Trascrizione Di Pomodoro Pti4 Regola L'espressione Genica Correlati a Difesa Tramite GCC Box E Non-GCC Casella Cis Elementi

Il fattore di trascrizione di pomodoro Pti4, un fattore di etilene-reattivo (ERF), interagisce fisicamente con la proteina di resistenza di malattia Pto e associa l'elemento cis della casella di GCC che è presente nei promotori di molti geni (PR) correlati a patogenesi. Abbiamo segnalato in precedenza che piante di Arabidopsis esprimendo Pti4 costitutivamente esprimono diversi GCC scatola contenente PR geni e mostrano i sintomi della malattia ridotta rispetto al wild-type piante dopo l'inoculazione con pomodoro di Pseudomonas syringae pv o Erysiphe orontii. Per guadagnare la comprensione come genome-wide gene expression è influenzata da Pti4, abbiamo usato serial analysis of gene expression (SAGE) per confrontare le trascrizioni in wild-type e piante di Arabidopsis Pti4-esprimere. SAGE fornito misurazioni quantitative di > 20.000 trascrizioni e identificato 50 geni più altamente espressi nei tessuti vegetativi Arabidopsis. Confronto dei profili da piante di Arabidopsis wild-type ed esprimendo Pti4 rivelato 78 trascritti differenzialmente abbondanti codifica proteine correlate a difesa, chinasi, proteine ribosomiali, trasportatori e due fattori di trascrizione (TFs). Molti dei geni identificati sono stati espressi differenzialmente nel selvaggio-tipo Arabidopsis durante l'infezione da pomodoro pv Pseudomonas syringae sostenendo un ruolo per loro nei processi di difesa. Inaspettatamente, i promotori della maggior parte dei geni regolati Pti4 non hanno una casella di GCC. Gli esperimenti di immunoprecipitazione della cromatina ha confermato che Pti4 associa in vivo ai promotori manca questo elemento cis. Potenziali siti di legame per ERF, MYB e TFs GBF erano presenti in numero statisticamente significativo aumento in promotori regolamentate da Pti4. Così, Pti4 sembra regolare espressione del gene legandosi direttamente la casella GCC e possibilmente un elemento della casella non-GCC e indirettamente o attivando l'espressione di geni TF o interagire fisicamente con altri TFs.

Due Cascate MAPK, NPR1, E TGA Trascrizione Fattori Giocano Un Ruolo Nella Resistenza Di Malattia Mediata Da Pto Nel Pomodoro

La chinasi Pto pomodoro conferisce resistenza all'agente eziologico della malattia batterica speck, Pseudomonas syringae pv. pomodoro, riconoscendo le proteine effettrici patogeno AvrPto o AvrPtoB. Pto-mediata resistenza richiede molteplici vie di trasduzione del segnale e ha dimostrato di attivare molte risposte difesa compreso un burst ossidativo, rapidi cambiamenti nell'espressione dei geni oltre 400 e localizzata delle cellule morte. Abbiamo testato il ruolo nella resistenza Pto-mediata nel pomodoro di un set di 21 geni da altre specie note per essere coinvolte nella difesa relativi segnalazione. Espressione di ogni gene è stata soppressa dal silenziamento genico indotto da virus (VIGS) e l'effetto sui sintomi della malattia e crescita batterica durante l'interazione incompatibile pomodoro Pseudomonas è stato determinato. Abbiamo trovato che la resistenza Pto-mediata è stato compromesso da silenziamento dei geni che codificano per due chinasi della chinasi di proteina mitogene-attivata (mappa), MEK1 e MEK2, due chinasi di mappa, NTF6 e ferita-induced protein chinasi (WIPK), un regolatore chiave della resistenza acquisita sistemica (SAR), NPR1 e due fattori di trascrizione, TGA1a e TGA2.2. Un minore impatto sulla resistenza Pto-mediata è stato osservato nelle piante a tacere per RAR1 e COI1. L'identificazione di nove geni che svolgono un ruolo nella resistenza alle malattie batteriche speck sia fa avanzare la nostra conoscenza della trasduzione del segnale Pto e dimostra la conservazione della difesa molti segnali componenti tra le specie di piante diverse.

Silenziamento Della Sottofamiglia Di Proteina Fosfatasi 2A Subunità Catalitica Risultati Nell'attivazione Delle Risposte Di Difesa Vegetale E Localizzata Delle Cellule Morte

L'importanza centrale della fosforilazione della proteina nelle risposte di difesa pianta è stata dimostrata per l'isolamento di diversi geni di resistenza alle malattie che codificano le chinasi di proteina. In aggiunta, ci sono molte segnalazioni di modifiche della proteina fosforilazione accompagnamento pianta risposte agli agenti patogeni. Al contrario, poco si sa circa il ruolo della defosforilazione di proteine nella regolazione delle difese della pianta. Riportiamo quell'espressione del gene LePP2Ac1, che codifica per una subunità catalitica dell'eterotrimerica proteina fosfatasi 2A (PP2Ac), è indotta rapidamente nelle foglie di pomodoro resistenti all'inoculazione con un ceppo avirulente di Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Dall'analisi delle sequenze geniche PP2Ac da diverse specie di piante, abbiamo trovato quel cluster di geni PP2Ac in due sottofamiglie, con LePP2Ac1 appartenendo a sottofamiglia I. Virus-indotto del gene silenziamento (VIGS) in Nicotiana benthamiana è stato usato per sopprimere l'espressione di geni da sottofamiglia I e non da sottofamiglia II. Le piante PP2Ac a tacere avevano notevolmente ridotto l'attività PP2A, costitutivamente espresso geni (PR) correlati a patogenesi e sviluppato la morte delle cellule localizzate in fusti e foglie. Inoltre, le piante erano più resistenti di un ceppo virulento di p. syringae pv. tabaci e ha mostrato una risposta ipersensibile accelerata (HR) delle proteine effettrici da p. syringae sia il patogeno fungino, Cladosporium fulvum. Così, subunità catalitica della sottofamiglia PP2Ac, che agiscono come regolatori negativi della pianta della difesa risposte probabilmente da trasmittente cascate di fosforilazione della proteina.

Soppressione Dell'agente Patogeno-inducible NO Sintasi (iNOS) Attività Di Pomodoro Aumenta La Suscettibilità a Pseudomonas Syringae

Inducible che no sintasi (iNOS) attività è indotta all'inoculazione del patogeno in resistente, ma non sensibili, tabacco e piante di Arabidopsis. Recentemente è stato dimostrato che una variante della proteina Arabidopsis P (AtvarP) ha attività iNOS. Proteina P fa parte del complesso di decarbossilasi glicina (GDC). Non è chiaro se P proteina ha anche attività iNOS e, in caso affermativo, se AtvarP, P o entrambi, giocano un ruolo nella difesa della pianta. Qui, vi mostriamo che iNOS attività è indotta sia resistente e foglie di pomodoro sensibile all'inoculazione con la Pseudomonas syringae pv. ceppo di pomodoro DC3000. Virus-induced LevarP targeting di silenziamento genico, un ortholog pomodoro putativo di AtvarP, ha portato alla completa soppressione dell'attivazione di iNOS-DC3000-indotta e una riduzione dell'80% circa in attività GDC; esso anche maggiore severità di malattia-sintomo e crescita DC3000 di pomodoro resistente e sensibili. Per determinare se una maggiore suscettibilità esibito da LevarP a tacere, suscettibile di pomodoro è stato a causa della perdita di attività (i) iNOS, GDC (ii) attività o (iii) sia, GDC attività era inibita, con o senza soppressione simultanea di iNOS. Il trattamento con metotrexato inibito sia iNOS e GDC attività e portato ad aumento della suscettibilità, comparabile con quello osservato nelle piante LevarP a tacere. Quando iNOS normale attività è stato effettuato in presenza di metotrexato con l'aggiunta di tetraidrobiopterina, non c'era nessun cambiamento nella suscettibilità, nonostante una drastica riduzione nell'attività GDC. Insieme, questi risultati indicano che iNOS contribuisce alla risposta di difesa ospite contro DC3000.

PeerGAD: Un'applicazione Web Basata Su Peer-review E Community-centric Per La Visualizzazione E L'annotazione Di Sequenze Di Genoma Procariotico

PeerGAD è un'applicazione basata su database web-based che permette a tutta la comunità peer-reviewed annotazione delle sequenze di genoma procariotico. L'applicazione è stata sviluppata per supportare l'annotazione di Pseudomonas syringae pv. pomodoro strain DC3000 sequenza del genoma ed è facilmente trasportabile ad altri progetti di annotazione di sequenza del genoma. PeerGAD incorpora diverse caratteristiche innovative di progettazione e il funzionamento e accetta le annotazioni relative al gene di denominazione, classificazione di ruolo, derivazione di traduzione e annotazione di gene. Lo strumento annotatore in PeerGAD è costruito intorno ad un genome browser che offre agli utenti la possibilità di cercare e navigare la sequenza del genoma. Perché l'applicazione incoraggia annotazione della sequenza del genoma direttamente dai ricercatori e si basa sulla revisione tra pari, aggira la necessità di un curatore di annotazione fornendo valore aggiunto ai dati di annotazione. Supporto per il vocabolario del Gene Ontology, un vocabolario strutturato e controllato utilizzato nella classificazione dei ruoli di gene, è sottolineato in tutto il sistema. Qui vi presentiamo i concetti sottostanti integrali per la funzionalità di PeerGAD.

Strategie Utilizzate Da Agenti Patogeni Batterici Per Sopprimere Le Difese Della Pianta

Sistema immunitario pianta efficacemente prevenire infezioni causate dalla maggior parte dei microbi patogeni che vengono rilevati dalle piante. Tuttavia, successo patogeni hanno evoluto strategie specializzate per sopprimere le risposte di difesa vegetale e indurre suscettibilità di malattia in host altrimenti resistente. Gli avanzamenti recenti rivelano che batteri fitopatogeni utilizzano proteine effettrici di tipo III, tossine e altri fattori per inibire le difese ospite. I processi host che sono presi di mira da batteri includono la morte programmata delle cellule, difesa basata sulla parete cellulare, ormone della segnalazione, l'espressione di geni di difesa e altre difese basale. La scoperta delle difese della pianta che sono vulnerabili all'attacco di agenti patogeni ha fornito nuove intuizioni da meccanismi che sono essenziali per patogenesi batterica e la pianta della resistenza alle malattie.

La Struttura Della Soluzione Di Tipo Proteina III AvrPto Rivela Conformazionali E Dinamiche Caratteristiche Importanti Per La Patogenesi Della Pianta

Pseudomonas syringae pv. pomodoro, l'agente eziologico della malattia batterica speck del pomodoro, utilizza un tipo sistema di secrezione di III (SS3) per fornire le proteine effettrici nella cellula ospite. Nelle piante resistenti, la proteina batterica AvrPto fisicamente interagisce con la chinasi Pto host e suscita risposte di difesa antibatterica. In piante sensibili, che la mancanza della chinasi del Pto, AvrPto agisce come un fattore di virulenza per promuovere la crescita batterica. La struttura della soluzione di AvrPto rivela un nucleo funzionale costituito da un motivo a tre-helix bundle fiancheggiato da code disordinati N - e C-terminale. Residui necessari per bugia associazione Pto in un residuo 19 ciclo di Omega. Modellazione suggerisce una patch idrofobica che coinvolge il ciclo di attivazione del Pto forma una superficie di contatto con il ciclo AvrPto Omega e che imballaggio helix media le interazioni tra AvrPto e obiettivi di virulenza putativo Api2 e Api3. La struttura AvrPto ha una bassa stabilità che possono facilitare la secrezione chaperone-indipendente dalla SS3.

MAPKKKalpha è Un Regolatore Positivo Della Morte Delle Cellule Associati Con La Malattia E L'immunità Pianta

Molti agenti patogeni vegetali causano i sintomi della malattia che si manifestano nei giorni come regioni della morte delle cellule localizzate. Morte delle cellule localizzate (risposta ipersensibile; HR) si verifica anche in piante resistenti alle malattie, ma questa risposta appare entro ore di infezione tentato e possa limitare ulteriormente la crescita del patogeno. Abbiamo identificato un mappa chinasi della chinasi della chinasi gene (MAPKKKalpha) che è necessario per le risorse umane e la resistenza contro Pseudomonas syringae. Significativamente, abbiamo trovato che MAPKKKalpha regola anche la morte delle cellule nelle foglie sensibili in fase di infezione da p. syringae. Sovraespressione di MAPKKKalpha nelle foglie attivato MAPKs e causato la morte cellulare indipendente dall'agente patogeno. Con sovraesprimono relativa MAPKKKalpha in foglie e sopprimendo espressione dei geni vari MAPKK e MAPK di silenziamento genico indotto da virus, abbiamo identificato due distinti MAPK cascate che agiscono a valle della MAPKKKalpha. Questi risultati dimostrano che vie di trasduzione del segnale associato sia pianta immunità e malattia suscettibilità condividere un comune interruttore molecolare.

Applicazioni E Vantaggi Di Silenziamento Genico Indotto Da Virus Per Gli Studi Di Funzione Genica in Piante

Silenziamento genico indotto da virus (VIGS) è una tecnica di soppressione di trascrizione genica recentemente sviluppati per caratterizzare la funzione dei geni della pianta. L'approccio prevede una breve sequenza di un gene di pianta mirati in un vettore virale consegna la clonazione. Il vettore è usato per infettare una pianta giovane, e in poche settimane dei meccanismi naturali di difesa della pianta diretto a sopprimere la replicazione del virus anche tradursi in degrado specifico dei mRNAs dal gene endogeno pianta che è mirato per tacere. VIGS è rapida (3-4 settimane dall'infezione di silenziamento), non richiede lo sviluppo di transformants stabile, consente la caratterizzazione fenotipica che potrebbe essere letale in linee stabili e offre il potenziale per mettere a tacere o singoli o più membri di una famiglia di geni. Qui rivediamo brevemente le scoperte che hanno portato allo sviluppo di VIGS e ciò che è noto circa i requisiti sperimentali per la tacitazione efficace. Descriviamo la metodologia di VIGS e come può essere ottimizzato e usato per entrambi gli studi di genetica di avanti e indietro. Vantaggi e svantaggi di VIGS rispetto ad altri approcci di perdita di funzione disponibile per le piante sono esposte, insieme a come potrebbero superare le limitazioni di VIGS. Esempi sono rivisti dove VIGS è stato utilizzato per fornire importanti nuove intuizioni i ruoli di specifici geni nello stabilimento di sviluppo e impianto di risposte di difesa. Infine, si esaminano le prospettive future per VIGS come un potente strumento per valutare e caratterizzare la funzione dei geni della pianta.

Analisi Completa EST Di Pomodoro E Comparative Genomics Di Maturazione Del Frutto

Un pomodoro grande espresso sequenza tag (EST) dataset (totale 152 635) è stato analizzato per acquisire conoscenze in espressione genica differenziale tra tessuti vegetali diverse che rappresentano una gamma di programmi di sviluppo e risposte biologiche. Questi ESTs erano raggruppati e montati per un totale di sequenze di geni unici 31 012. Per capire meglio l'espressione di gene di pomodoro a livello di sistema un impianto e per identificare geni differenzialmente espressi e tessuto-specifici, abbiamo sviluppato e implementato un protocollo di analisi di espressione digitale. Di clustering geni secondo la loro abbondanza relativa nelle varie biblioteche EST, pattern di espressione dei geni attraverso vari tessuti sono stati generati e geni con modelli simili sono stati raggruppati. Inoltre, tessuti stessi erano raggruppati per parentela basata sull'espressione del gene relativo come un mezzo per convalidare l'integrità dei dati EST come rappresentante dell'espressione del gene relativo. Arabidopsis e uve raccolte EST sono stati caratterizzati anche per facilitare i confronti cross-specie ove possibile. Pomodoro frutta espressione digitale dati specificamente è stati confrontati con dati EST uva pubblicamente disponibili per guadagnare comprensione molecolare manifestazione di processi di maturazione attraverso diversi taxa e portati nell'identificazione dei fattori di trascrizione comune non precedentemente associati a maturazione.

Identificazione Delle MAPKs E Loro Possibili Attivatori MAPK Chinasi Coinvolti Nella Risposta Pto-mediata Difesa Del Pomodoro

La chinasi Pto media resistenza alle malattie batteriche speck in pomodoro attivando le difese di host su riconoscimento di Pseudomonas syringae pv. ceppi di pomodoro che esprimono le proteine AvrPto o AvrPtoB. Esperimenti di silenziamento genico precedenti hanno indicato che attivata mitogene proteina chinasi (MAPK) cascate giocano un ruolo chiave a valle della chinasi Pto per attivare risposte di difesa ospite di. Qui usiamo metodi biochimici per dimostrare che due pomodoro MAPKs, LeMPK2 e LeMPK3, sono attivati in foglie in un modo specifico del Pto su espressione di AvrPto e AvrPtoB. Mostriamo che queste stesse MAPKs sono attivati su sovraespressione di LeMAPKKKalpha, una proteina precedentemente dimostrato di essere coinvolti nell'immunità mediata da Pto. Abbiamo identificato due filogeneticamente indipendenti chinasi MAPK (LeMKK2 e LeMKK4) che quando overexpressed in foglie di provocare morte cellulare e attivare LeMPK2 e LeMPK3. Analisi in vitro ha dimostrato che LeMKK2 e LeMKK4 ogni fosforila lo stesso subset di tre MAPKs. Insieme questi dati forniscono prove biochimiche per il coinvolgimento di MAPK cascate nella resistenza Pto-mediata.

Soppressione Dell'agente Patogeno-inducible NO Sintasi (iNOS) Attività Di Pomodoro Aumenta La Suscettibilità a Pseudomonas Syringae

Identificazione E Analisi Di Espressione Di Geni Di Pomodoro Differenzialmente Regolamentati Durante Una Risposta Di Resistenza a Xanthomonas Campestris Pv. Vesicatoria

Il batterio gram-negativo Xanthomonas campestris pv. vesicatoria è l'agente causale della malattia spot in pomodoro e pepe. Piante di pomodoro linea Hawaii 7981 sono resistenti alla gara T3 di X. campestris pv. vesicatoria esprimendo il tipo proteina III AvrXv3 e sviluppare una tipica risposta ipersensibile alla sfida batterica. Una combinazione di soppressione sottrattiva ibridazione e microarray analisi identificato un grande insieme di cDNAs che sono indotte o represse durante la risposta di resistenza delle piante 7981 Hawaii a X. campestris pv. vesicatoria T3 batteri. Analisi di sequenza dei cDNAs isolato ha rivelato che essi corrispondono a 426 nonredundant geni, che sono stati designati come geni XRE (Xanthomonas regolamentati) e sono stati classificati in più di 20 classi funzionali. I gruppi funzionali più grandi contengono geni coinvolti nella difesa, risposte di stress, sintesi proteica, segnalazione e fotosintesi. Analisi della cinetica di espressione XRE durante la risposta di resistenza di pomodoro a X. campestris pv. vesicatoria T3 ha rivelato sei cluster di geni con espressione coordinata. Inoltre, utilizzando isogeni X. campestris pv. vesicatoria T2 ceppi differisce solo per il gene di avirulence di avrXv3, abbiamo trovato che 77% dei geni identificati XRE erano modulati direttamente dall'espressione delle proteine effettrici AvrXv3. È interessante notare che, il 64% dei geni XRE erano anche indotta in pomodoro durante un'interazione incompatibile con un ceppo avirulente di Pseudomonas syringae pv. pomodoro. L'analisi di espressione e identificazione di X. campestris pv. vesicatoria T3-modulato geni, che possono essere coinvolti nel controllo o nell'esecuzione delle risposte di difesa vegetale, impostare la fase per la dissezione di segnalazione e risposte cellulari attivati nelle piante di pomodoro durante l'insorgenza della malattia posto resistenza.

Un Mutante Di AvrPto/avrPtoB Di Pseudomonas Syringae Pv. Tomato DC3000 è Meno Virulento Su Pomodoro E Non Suscitare Resistenza Pto-mediata

AvrPto e AvrPtoB è tipo proteine effettrici III espresse da Pseudomonas syringae pv. ceppo Tomato DC3000, un agente patogeno di pomodoro e di Arabidopsis spp. Ogni effettrici fisicamente interagisce con la chinasi Pto pomodoro e suscita una risposta ipersensibile quando espresso in foglie di pomodoro contenenti Pto. Un avrPto eliminazione mutante di DC3000 precedentemente è stato indicato per mantenere attività avirulence su piante di pomodoro che esprimono Pto. Abbiamo sviluppato un mutante di delezione di avrPtoB di DC3000 e trovato che conserva anche avirulence Pto-specifici su pomodoro. Queste osservazioni ha suggerito che sia avrPto che avrPtoB contribuire a avirulence. Per verificare questa ipotesi, abbiamo sviluppato un mutante doppia deltaavrPtodeltaavrPtoB in DC3000. Questa doppia mutante è stato in grado di causare la malattia su una linea di pomodoro Pto-esprimere. Così, avrPto e avrPtoB sono i geni avirulence solo in DC3000 che suscitano risposte di difesa Pto-mediata nel pomodoro. Quando inoculata in pomodoro sensibile lascia e confrontato con selvaggio-tipo DC3000, i sintomi di malattie gravi mutanti DC3000deltaavrPto e DC3000deltaavrPtoB ognuno ha causato un po' meno, anche se il loro tasso di crescita è stato influenzato. Tuttavia, DC3000deltaavr PtodeltaavrPtoB causato anche meno gravi sintomi della malattia rispetto i singoli mutanti e crebbe più lentamente li su foglie sensibili. I nostri risultati indicano che AvrPto e AvrPtoB hanno avirulence fenotipicamente ridondanti attività su Pto-esprimendo pomodoro e virulenza additivo attività su piante di pomodoro sensibili.

AvrPtoB: Un Tipo Batterico Effettrici III Che Suscita E Sopprime La Morte Programmata Delle Cellule Associati Con L'immunità Di Pianta

Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 è un patogeno di modello per studiare la base molecolare della pianta immunità e suscettibilità di malattia in Arabidopsis e pomodoro. DC3000 utilizza un tipo sistema di secrezione di III per iniettare proteine effettrici nella cellula vegetale. Tipo III effettori sono pensati per promuovere la virulenza batterica di soppressione delle difese di pianta e migliorare l'accesso ai nutrienti intrappolato nella cellula vegetale. Il effector AvrPtoB tipo III suscita morte associate all'immunità cellulare programmata (PCD) quando espresso in piante di pomodoro che trasportano la proteina resistenza Pto. Tuttavia, in assenza di presa di forza, le funzioni di AvrPtoB per sopprimere l'immunità in pomodoro e PCD. Qui, passiamo in rassegna l'attuale ricerca esaminando la base molecolare di elicitazione AvrPtoB-mediata e la soppressione della pianta PCD. Inoltre, il modello"vincente" si propone di spiegare come le proteine resistenza suscitano correttamente associate all'immunità PCD in risposta a effettori che sopprimono PCD.

Ruolo Della Chinasi Di Proteina Mitogene-attivata Nell'immunità Della Pianta

Studi dei primi eventi che seguono il riconoscimento di agente patogeno hanno stabilito l'importanza della proteina mitogene-attivata della chinasi (MAPK) cascate nella pianta difesa segnalazione. Componenti specifici di cascata MAPK sono stati identificati in diverse specie, e così è diventato possibile confrontare le risposte di difesa da agenti patogeni diversi e per chiarire gli eventi a valle che sono iniziati da queste molecole di segnalazione di chiave. Lavori recenti che utilizzano tecniche di silenziamento genico e lo sviluppo di linee transgeniche stabili per le analisi di guadagno e perdita-di-funzione hanno avanzato ulteriormente la nostra comprensione del ruolo di MAPK cascades in immunità pianta.

Pseudomonas Syringae Pv. Effettori Di Pomodoro Tipo III AvrPto E AvrPtoB Promuovono La Morte Delle Cellule Dipendenti Da Etilene Nel Pomodoro

Il tipo sistema di secrezione di III (SS3) di Pseudomonas syringae pv. pomodoro (Pst) inietta in proteine la pianta effettrici delle cellule che svolgono un ruolo essenziale nella formazione delle malattie batteriche speck. Per indagare il ruolo molecolare di effettori SS3 in formazione di malattia, abbiamo usato un cDNA microarray per analizzare l'espressione dei geni di pomodoro casuale circa 8600 in risposta al ceppo di selvaggio-tipo Pst DC3000 e un mutante manca un SS3 funzionale. Molti dei geni differenzialmente espressi identificati codificano per proteine associate con la risposta dell'ormone o vie di biosintesi dell'ormone. Utilizzando isogeni ceppi mutanti di DC3000, abbiamo monitorato modifiche transcriptional host in risposta alla SS3 effettrici proteine AvrPto e AvrPtoB, che sono entrambi fattori di virulenza importante sulle linee di pomodoro sensibili. Abbiamo scoperto che AvrPto e AvrPtoB indurre un insieme di host di geni coinvolti nella biosintesi di etilene e di segnalazione, e in particolare regolano l'espressione di due geni, LeACO1 e LeACO2, codifica formando etilene enzima ACC ossidasi. Analisi delle linee di pomodoro transgenico con diminuzione dell'attività ACC ossidasi ha rivelato che la produzione di etilene dall'host è richiesto per l'attività di virulenza pieno di AvrPto e di AvrPtoB. AvrPto e AvrPtoB sembrano pertanto promuovere la malattia avanzata in foglie di pomodoro, in parte, da upregulating geni coinvolti nella produzione di etilene.

Calmodulina-come Le Proteine Da Arabidopsis E Pomodoro Sono Coinvolti Nella Difesa Ospite Contro Pseudomonas Syringae Pv. Pomodoro

Vie di trasduzione del segnale complesso sottendono le risposte di una miriade di pianta all'attacco di agenti patogeni. CA(2+) è un universale secondo messaggero negli eucarioti che modula le diverse vie di trasduzione del segnale attraverso i cambiamenti specifici di stimolo nella sua concentrazione intracellulare. CA(2+)-associazione proteine come la calmodulina (CaM) rilevare segnali Ca(2+) e regolano a valle degli obiettivi come parte di una risposta cellulare coordinata a un dato stimolo. Qui riportiamo la caratterizzazione di un gene di pomodoro (APR134) codifica per una proteina di CaM-correlate che è indotta in foglie resistenti alle malattie, in risposta all'attacco da Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Mostriamo che soppressione dell'espressione del gene APR134 in pomodoro (Solanum lycopersicum), utilizzando il silenziamento genico indotto da virus (VIGS), compromette la risposta immunitaria della pianta. Abbiamo isolato APR134-come geni da Arabidopsis, chiamati CML42 e CML43, per indagare se servono un ruolo funzionalmente simile. Analisi di espressione genica ha rivelato che CML43 è indotta rapidamente in Arabidopsis resistenti alle malattie lascia dopo inoculazione con Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Sovraespressione di CML43 in Arabidopsis ha accelerato la risposta ipersensibile. Ca (2++) in vitro si legano proteine ricombinanti di APR134, CML42 e CML43 tutti. Collettivamente, i nostri dati supportano un ruolo per CML43, e APR134 come importanti mediatori di Ca(2+)-dipendente segnali durante la risposta immunitaria pianta ai patogeni batterici.

Transcriptome E Metabolita Selezionato Analisi Rivelano Più Punti Di Controllo Di Etilene Durante Lo Sviluppo Del Frutto Di Pomodoro

Transcriptome profiling via cDNA microarray analysis identificato 869 geni differenzialmente espressi in sviluppo pericarpo di pomodoro (Solanum lycopersicum). I confronti paralleli metabolita fenotipica e mirati sono stati impiegati per informare l'analisi di espressione. Accumulo di trascrizione in frutti di pomodoro è stata osservata per essere ampiamente coordinato e spesso completamente dipendente da etilene. Mutazione di un recettore dell'etilene (mai-maturo [Nr]), che riduce la sensibilità dell'etilene e inibisce la maturazione, altera l'espressione del 37% di questi 869 geni. Nr influenza anche la morfologia di frutta, numero seme, accumulo di ascorbato, carotenoide biosintesi, evoluzione di etilene e l'espressione di molti geni durante la maturazione del frutto, che indica che l'etilene governa molteplici aspetti dello sviluppo sia prima e durante la maturazione nel pomodoro dei frutti. Di 869 geni identificati, 628 condividere omologia (E-value < o = 1 x 10(-10)) con prodotti del gene noto o domini della proteina conosciuta. Di questi 628 loci, 72 condividere omologia con fattori trasduzione o trascrizione segnale precedentemente descritto, suggerendo il controllo normativo complesso. Questi risultati dimostrano più punti di controllo regolamentare etilene durante lo sviluppo del frutto di pomodoro e forniscono nuove intuizioni le basi molecolari dell'etilene-mediata di maturazione.

Adi3 è Una Chinasi Pdk1 Interagenti AGC Che Regola Negativamente La Morte Delle Cellule Vegetali

Malattia batterica speck nel pomodoro è causata da Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Resistenza a questa malattia è conferito dalla chinasi Pto ospite, che riconosce p. s. pv. ceppi di pomodoro che esprimono il effector AvrPto. Segnaliamo qui che una proteina interagente Pto AvrPto-dipendente 3 (Adi3) è un membro della famiglia della chinasi di proteina AGC. Nei mammiferi, le chinasi AGC sono regolate da 3-fosfoinositide-dependent protein kinase-1 (Pdk1). Abbiamo caratterizzato pomodoro Pdk1 e ha mostrato che Pdk1 e Pto fosforila Adi3. Gene silenziamento del Adi3 in pomodoro provoca la formazione di MAPKKKalpha-dipendente delle lesioni necrotiche. Uso di un inibitore chimico di Pdk1, OSU-03012, inoltre implica Pdk1 e Adi3 nel regolamento di morte delle cellule vegetali. Adi3 così sembra funzionare Analogamente per il mammifero AGC chinasi della chinasi di proteina B/Akt regolando negativamente la morte cellulare tramite la fosforilazione Pdk1. Si ipotizzano che la funzione di regolamentazione negativa del Adi3 potrebbe essere sovvertita da interazione con Pto/AvrPto, che porta alla morte della cellula ospite che è associato con attacco patogeno.

Un Inibitore Delle Difese Di Host Programmato Delle Cellule Morte Batterico è Una E3 Ubiquitina Ligasi

Proteina Pseudomonas syringae che avrptob è traslocata in cellule vegetali, dove inibisce l'immunità-associated morte programmata delle cellule (PCD). La struttura di un dominio C-terminale di AvrPtoB che è essenziale per l'attività anti-PCD rivela un inaspettato omologia ai componenti del dito anulare di eucarioti E3 ubiquitina ligasi e U-box, e ci mostra che AvrPtoB ha ubiquitina ligasi attività. Mutazione di residui conservati coinvolti nell'associazione degli enzimi E2 di ubiquitin-coniugazione abolisce questa attività in vitro, così come attività anti-PCD in foglie di pomodoro, che diminuisce drasticamente la virulenza. Questi risultati mostrano che la Pseudomonas syringae utilizza un mimic della ligasi di ubiquitin E3 host per inattivare le difese della pianta.

Diversi Omologhi AvrPtoB Da Diverse Pathovars Di Pseudomonas Syringae Suscitano Resistenza Pto-dipendente E Hanno Attività Simili Di Virulenza

AvrPtoB è un tipo di proteine effettrici III da Pseudomonas syringae pv. pomodoro che interagisce fisicamente con la chinasi Pto di pomodoro e, a seconda del genotipo dell'ospite, suscita o sopprime la morte programmata delle cellule, connesso con l'immunità di pianta. Abbiamo segnalato in precedenza che sequenze di avrPtoB sono presenti in diversi batteri Gram-negativi batteri fitopatogeni. Qui descriviamo la caratterizzazione di omologhi avrPtoB da p. syringae pv. pomodoro T1, PT23 e JL1065, p. syringae pv. syringae B728a e p. syringae pv. maculicola ES4326. L'omologo avrPtoB da p. syringae pv. maculicola, hopPmaL, è stato identificato in precedenza. I quattro nuovi geni identificati in questo studio sono indicati in avrPtoB(T1), avrPtoB(PT23), avrPtoB(JL1065) e avrPtoB(B728a). Gli omologhi AvrPtoB esibiscono identità dell'amminoacido 52 a 66% con AvrPtoB. Trascrizioni di ogni gli omologhi avrPtoB sono state individuate i ceppi di Pseudomonas da cui essi sono stati isolati. Le proteine codificate dagli omologhi sono state rilevate in tutti i ceppi ad eccezione di p. syringae pv. pomodoro T1, suggerendo che T1 sopprime accumulo di AvrPtoB(T1). Tutti gli omologhi in un sistema del due-ibrido del lievito hanno interagito con la chinasi Pto e ha suscitato una risposta di difesa Pto-dipendente, quando sono stati consegnati in celle foglia da DC3000DeltaavrPtoDeltaavrPtoB, un p. syringae pv. ceppo di pomodoro con una delezione di avrPto e di avrPtoB. Come AvrPtoB, tutti gli omologhi migliorato la capacità di DC3000DeltaavrPtoDeltaavrPtoB di formare lesioni su foglie di due linee di pomodoro sensibili. Con l'eccezione di HopPmaL che manca il dominio C-terminale, tutti gli omologhi AvrPtoB soppressi morte programmata delle cellule provocata dall'interazione in un'analisi transitoria mediata da Agrobacterium AvrPto-Pto. Così, nonostante la loro sequenze divergenti, AvrPtoB omologhi da diversi p. syringae pathovars hanno conservato virulenza attività simile all'attività AvrPtoB e avirulence.

Host-mediated Fosforilazione Del Effector III Tipo AvrPto Promuove La Virulenza Di Pseudomonas E Avirulence Nel Pomodoro

La proteina AvrPto da pomodoro di Pseudomonas syringae pv è consegnata nelle cellule vegetali dal tipo sistema di secrezione di III, dove promuove la suscettibilità di host oppure, nelle piante di pomodoro che esprimono la chinasi Pto, suscita resistenza alle malattie batterico. Mediante elettroforesi bidimensionale, abbiamo ottenuto prove che AvrPto è fosforilata quando espresse nelle foglie delle piante. La fosforilazione in vitro di AvrPto da estratti di piante si verifica indipendentemente dalla presa di forza ed è a causa di un'attività di chinasi che è conservata nel pomodoro (Solanum lycopersicum), tabacco (Nicotiana tabacum) e Arabidopsis thaliana. Tre residui Ser cluster nel C-terminale 18 amminoacidi di AvrPto sono stati identificati in vitro come siti di fosforilazione putativa, e un sito a S149 direttamente è stato confermato come un sito di fosforilazione in vivo di spettrometria di massa. Sostituzione di Ala per S149 è diminuito significativamente la capacità di AvrPto per migliorare i sintomi della malattia e promuovere la crescita del pomodoro s. p. in foglie di pomodoro sensibili. Inoltre, S149A è diminuito significativamente l'attività di avirulence di AvrPto in piante di pomodoro resistenti. Nostre osservazioni supportano un modello in cui AvrPto si è evoluto per simulare un substrato di una chinasi pianta altamente conservata per migliorare la sua attività di virulenza. Inoltre, residui di AvrPto che promuovono la virulenza anche monitorati da difese della pianta.

Tipo III Effettrici AvrPtoB Richiede Una Intrinseca E3 Ubiquitina Ligasi Attività Per Sopprimere L'immunità E La Morte Delle Cellule Vegetali

Microbi patogeni di animali e piante impiegano fattori di virulenza che sopprimono la risposta immunitaria. Il pomodoro patogeno Pseudomonas syringae inietta la proteina AvrPtoB tipo III nella cellula vegetale per sopprimere la morte programmata delle cellule (PCD) associati con l'immunità di pianta. AvrPtoB inibisce anche PCD in lievito, che indica che AvrPtoB manipola un componente conservata di PCD eucariotica. Per identificare gli obiettivi di host di AvrPtoB, abbiamo eseguito un schermo di due-ibrido del lievito e identificato di ubiquitin di pomodoro (Ub) come una forte interazione AvrPtoB. AvrPtoB è ubiquitarie in vitro ed esibisce attività della ligasi E3 Ub in presenza di ricombinante E1 attivazione enzimatica e specifici enzimi E2 Ub-coniugazione. C terminale di AvrPtoB è sufficiente che sia anti-PCD e Ub E3 ligasi attività, suggerendo che le due funzioni sono associate. Infatti, mutazione di residui di lisina AvrPtoB in C terminale, tra K512 e K529, sconvolge le interazioni AvrPtoB-Ub, diminuisce l'attività anti-PCD AvrPtoB-mediata e abroga p. syringae patogenesi delle piante di pomodori sensibili. Notevolmente, quantitative diminuzioni nell'attività anti-PCD AvrPtoB sono correlate con diminuzioni in AvrPtoB ubiquitination e attività della ligasi E3 Ub. Nel complesso, questi dati rivelano una strategia unica patogenesi batterica, dove AvrPtoB manipola il Ub sistema host e richiede attività di ligasi E3 Ub intrinseco per sopprimere l'immunità pianta.

Soppressori Batteriche Specifiche Di Segnalazione MAMP a Monte Di MAPKKK Nell'immunità Innata Di Arabidopsis

Piante e animali possiedono innato sistema immunitario per prevenire le infezioni e sono effettivamente "nonhosts" per la maggior parte dei potenziali agenti patogeni. I meccanismi molecolari sottostanti l'immunità nonhost nelle piante rimangono oscuri. In Arabidopsis, nonhost/parte Pseudomonas syringae sostiene ma patogeni p. syringae sopprime l'attivazione di gene marcatore precoce MAMP (microbo-associated molecular pattern). Abbiamo eseguito un cell-based schermo genetico dei fattori di virulenza e identificato AvrPto e AvrPtoB come unici e potente soppressori della trascrizione del gene precoce-difesa e mappa segnalazione chinasi (MAPK). A differenza di effettori di agenti patogeni nei mammiferi, AvrPto e AvrPtoB intercettare più MAMP-mediata segnalazione a Monte di MAPKKK alla membrana del plasma legata al recettore. In Arabidopsis transgenico, AvrPto blocca primi MAMP segnalazione e consente la crescita di nonhost P. syringae. Delezioni di avrPto e avrPtoB da patogeni p. syringae riducono la sua virulenza. Gli studi rivelano un ruolo fondamentale di MAMP segnalazione in nonhost immunità e un romanzo d'azione di effettori III tipo da batteri patogeni.

Elicitazione Batterica E L'evasione Dell'immunità Innata Pianta

Recenti ricerche sulle risposte della pianta all'attacco batterico ha identificato i recettori extracellulari e intracellulari host che riconoscono conservata pathogen-associated molecular patterns e più specializzato delle proteine di virulenza, rispettivamente. Questi risultati hanno gettato luce sulla nostra comprensione dei meccanismi molecolari che batteri suscitano le difese ospite e come agenti patogeni si sono evoluti per eludere o sopprimere queste difese.

Genomica Comparativa Di Virulenza Specifici Dell'host in Pseudomonas Syringae

Mentre molto studio è andato nel caratterizzare i fattori di virulenza che giocano un ruolo generale nella malattia, meno lavoro è stato diretto a identificare i fattori patogeni che agiscono in modo specifico per l'host. La comprensione di questi fattori contribuirà a rivelare la varietà dei meccanismi utilizzati da agenti patogeni per sopprimere o evitare le difese ospite. Abbiamo identificato geni candidati Pseudomonas syringae virulenza specifico per l'host tramite la ricerca di geni cui distribuzione tra naturale p. syringae isolati era statisticamente associata con schiere di isolamento. Abbiamo analizzato 91 ceppi isolati da 39 ospita piante di ibridazione genomic DNA microarray-basata a comparativo contro una matrice contenente 353 geni (VA) con virulenza associati, tra cui 53 tipo III secrezione sistema effettori (T3SEs). Abbiamo individuato i singoli geni e profili di gene che erano significativamente associati con ceppi isolati da cavolfiore, cavolo cinese, soia, riso e pomodoro. Abbiamo individuato anche eventi di acquisizione orizzontale di geni specifici associati con turni host eseguendo il mapping tra i dati di matrice sulla filogenia di genoma di nucleo della specie. Questo studio fornisce la più grande suite di fattori di specificità dell'ospite candidato da qualsiasi agente patogeno, suggerisce che ci sono diversi modi in cui P. syringae isolati possono adattarsi allo stesso host e fornisce informazioni sui meccanismi evolutivi sottostanti adattamento host.

Delineamento Di Espressione Del Genoma Intero Definisce Il Regulone Di HrpL Di Pseudomonas Syringae Pv. Tomato DC3000, Permette De Novo Ricostruzione Del Cis Hrp Clemente E Identifica Nuovi Geni Coregulated

Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 è un patogeno modello di Arabidopsis che utilizza una risposta ipersensibile e sistema di secrezione di patogenicità (Hrp) tipo III (T3SS) per consegnare la virulenza proteine effettrici nelle cellule ospiti e pomodoro. Espressione di molti geni di effector e il sistema di Hrp è attivato dal fattore sigma alternativo HrpL. Qui, una lettura aperta specifici frame intero genoma microarray è stato costruito per DC3000 e usato completo per identificare geni differenzialmente espressi in ceppi wild-type e deltahrpL. Tra i geni cui regolamento differenziale è stata statisticamente significativa, 119 erano sovraregolati e 76 erano downregolata in confronto con il ceppo deltahrpL wild-type. Clustering gerarchico ha rivelato un sottoinsieme di otto geni che erano sovraregolati particolarmente rapida. Gibbs campionamento delle regioni a monte del HrpL-attivato operoni ha rivelato il promotore Hrp come il motivo normativo solo identificabile e supportato un raffinamento iterativo che coinvolgono test di reazione a catena della polimerasi in tempo reale di altri geni attivati da HrpL e perfezionamenti in un modello di Markov nascosto che può essere utilizzato per prevedere Hrp promotori in ceppi di p. syringae. Questo approccio iterativo bioinformatic-sperimentale per un'analisi completa del Regulone del HrpL ha rivelato un mix di geni controllati da HrpL, compresi quelli codifica effettori III tipo la maggior parte dei substrati trasporto twin-arginina (TAT), altre proteine regolatorie, e proteine coinvolte nella sintesi o il cui metabolismo dei fitormoni, fitotossicità e myo-inositolo. Questa analisi fornisce un metodo robusto, ampiamente verificato per predire Hrp promotori in p. syringae genomi e supporta la successiva identificazione di effettori e altri fattori che probabilmente sono importanti per la virulenza specifico per l'host di p. syringae.

Un Romanzo Collegamento Tra Geni GRAS Pomodoro, Pianta Della Resistenza Alle Malattie E Risposta Allo Stress Meccanico

Riepilogo membri della famiglia di regolatori trascrizionali GRAS sono stati implicati nel controllo della crescita delle piante e lo sviluppo e nell'interazione con batteri simbionti delle piante. Qui esaminiamo la complessità della famiglia genica GRAS in pomodoro (Solanum lycopersicum) e indagare il suo ruolo nella resistenza alle malattie e stress meccanico. Un gran numero di pomodoro ESTs corrispondenti alle trascrizioni GRAS fosse recuperato dal database pubblico e assemblato in 17 contigs dei geni putativi. Analisi dell'espressione di questi geni mediante RT-PCR in tempo reale ha rivelato che sei SlGRAS trascrizioni si accumulano durante l'insorgenza della resistenza alle malattie di Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Un'ulteriore analisi di due membri della famiglia selezionate ha mostrato loro trascrizioni si accumulano preferenzialmente nelle piante di pomodoro in risposta a diversi batteri avirulente o all'elicitori fungine EIX, che loro cinetica espressione correlare con la comparsa di risposta ipersensibile. Inoltre, livelli di trascrizione di otto geni SlGRAS, compresi tutti i membri familiari Pseudomonas-inducible, aumentata in risposta a sollecitazioni meccaniche molto precedente rispetto all'attacco di agenti patogeni. Accumulo di SlGRAS trascrizioni seguendo lo stress meccanico è stato in parte dipende il segnalamento Acido jasmonico molecola. Notevolmente, soppressione dell'espressione del gene SlGRAS6 di silenziamento genico indotto da virus alterata resistenza pomodoro a p. syringae pv. pomodoro. Questi risultati supportano una funzione per regolatori trascrizionali GRAS nella risposta a stress biotici e abiotici pianta.

DspA/E, Un Effector III Tipo Di Erwinia Amylovora, è Necessaria Per La Crescita Rapida Precoce in Nicotiana Benthamiana E Provoca La Morte Delle Cellule NbSGT1-dipendenti

Riepilogo DspA/E è un fattore di patogenicità di Erwinia amylovora che è traslocata nel citoplasma delle cellule vegetali attraverso un Hrp tipo sistema di secrezione di III. Espressione transiente di dspA/E in Nicotiana benthamiana o lievito indotta da morte cellulare, come fa in N. tabacum e apple come descritto in precedenza. Morte DspA/E-indotta delle cellule in N. benthamiana non era inibito da coexpression di AvrPtoB di Pseudomonas syringae pv. pomodoro, che inibisce la morte programmata delle cellule (PCD) indotta da diversi altri elicitori nelle piante. Silenziamento del NbSGT1, l'espressione di cui è richiesto per PCD mediata da diverse proteine della resistenza delle piante, impedito DspA/E-indotta di morte cellulare in N. benthamiana. Tuttavia, mettendo a tacere di NbRAR1, o di due geni mappa della chinasi della chinasi, che sono richiesti per PCD associato a molti geni di resistenza nelle piante, non ha impedito morte cellulare indotta da DspA/E. silenziamento della resistenza non host NbSGT1 compromessa anche contro E. amylovora. E. amylovora crebbe rapidamente entro le prime 24 h dopo l'infiltrazione nel N. benthamiana e DspA/E è stato richiesto per questa precoce e rapida crescita. Tuttavia, numeri di cellulare batterica è diminuito dopo 24 h in piante TRV-vettore-trasformato, considerando che un ceppo mutante dspA/E crebbe a popolazioni elevate negli impianti di NbSGT1 a tacere. I nostri risultati indicano che DspA/E migliora la virulenza di E. amylovora in N. benthamiana, ma i batteri sono poi riconosciuti dalla pianta, con conseguente PCD e morte delle cellule batteriche o restrizione di crescita delle cellule batteriche.

Manipolazione Di Impianto Programmato Percorsi Di Morte Delle Cellule Durante Le Interazioni Pianta-patogeno

L'interazione delle piante con agenti patogeni batterici comporta la manipolazione delle vie (PCD) morte programmata delle cellule. Durante un'interazione resistenza che PCD è indotta in un processo definito la risposta ipersensibile (HR) che possa funzionare per limitare il patogeno diffuse. Delle interazioni pianta-patogeno sensibili, l'agente patogeno inibisce o induce host PCD a seconda della fase di infezione e stile di vita dell'agente patogeno. Geni/percorsi che regolano PCD nelle piante sono stati difficili da identificare a causa di una mancanza di sequenze omologhe in piante per mammiferi geni che controllano l'apoptosi e possibilmente a causa della ridondanza funzionale. Nostri laboratori di studiano percorsi PCD pianta e la malattia batterica speck pomodoro che è causato da Pseudomonas syringae pv. pomodoro (Pst). Recentemente abbiamo identificato la chinasi di proteina pomodoro Pdk1 e Adi3 come regolatori negativi della pianta PCD. Pianta Pdk1/Adi3 via sembra funzionare allo stesso modo del percorso di Pdk1/PKB (Akt) nei mammiferi quali funzioni come un percorso di regolazione negativa maggiore apoptosi. Qui si discute di targeting di questa via metabolica durante l'interazione di pomodoro-Pst per la modulazione dell'host PCD e regolamento di Pdk1/Adi3.

Identificazione E Caratterizzazione Di Piante Di Geni Coinvolti Nella Trasformazione Mediata Da Agrobacterium Pianta Di Silenziamento Genico Indotto Da Virus

Trasformazione genetica di cellule vegetali di Agrobacterium tumefaciens rappresenta un caso unico di sesso trans-Regno che richiedono il coinvolgimento di proteine di virulenza batterica e di proteine con codifica impianto. Abbiamo sviluppato in dosaggi planta e foglia-disco in Nicotiana benthamiana per identificare la pianta di geni coinvolti nella trasformazione mediata da Agrobacterium pianta mediante silenziamento genico indotto da virus (VIGS) come strumento di genomica. VIGS è stato utilizzato per convalidare il ruolo dei diversi geni che sono noti o speculato per essere coinvolti nella trasformazione impianto mediata da Agrobacterium. Vi abbiamo mostrato il coinvolgimento di una proteina simile a nodulin e una proteina alfa-expansin (alfa-Exp) durante l'infezione dell'agrobatterio. I nostri dati suggeriscono che alfa-Exp è coinvolto nel corso dei primi eventi di trasformazione mediata da Agrobacterium ma non necessaria per il fissaggio a. tumefaciens. Impiegando la combinazione dell'approccio mediato VIGS avanti genetica e una planta in dosaggio di tumorigenesi, abbiamo identificato 21 geni ACG (alterata crown gall) che, quando silenziato, prodotto alterato crown gall fenotipi all'infezione con un ceppo di a. tumefaciens tumorigeno. Uno dei geni identificati dallo screening, istone H3 pianta (H3), è stato ulteriormente caratterizzato per il suo ruolo biologico in trasformazione impianto mediata da Agrobacterium. Forniamo prove per il ruolo di H3 in trasferimento integrazione del DNA. I dati qui presentati suggeriscono che l'approccio basato su VIGS per identificare e caratterizzare la pianta di geni coinvolti nella trasformazione genetica delle cellule vegetali di a. tumefaciens è semplice, veloce e robusto e altri complementi attualmente utilizzati approcci.

Una NB-LRR Per Proteina HR Segnalazione Mediata Da Extra - E Proteine Intracellulari Di Resistenza

Geni di resistenza di pomodoro (Solanum lycopersicum) Cf conferiscono risposta ipersensibile (HR)-associato resistenza di ceppi del fungo patogeno Cladosporium fulvum che esprimono il gene avirulence (Avr) corrispondente. In precedenza, abbiamo identificato un gene pomodoro (arte) Avr4-reattivo che è richiesto per HR Cf-4/Avr4-indotta in Nicotiana benthamiana come dimostrato dal virus-induced gene silencing (VIGS). Il gene codifica per un analogo di proteina di CC-NB-LRR tipo resistenza (R) che noi abbiamo designato NRC1 (NB-LRR per proteina morte cellulare associato al HR 1). Qui descriviamo che knock-down di NRC1 in pomodoro non riguarda solo l'HR Cf-4/Avr4-indotta ma compromette anche la resistenza mediata da Cf-4 a c. fulvum. Inoltre, VIGS utilizzando NRC1 in N. benthamiana ha rivelato che questa proteina è anche necessaria per HR indotta da R proteine Cf-9, LeEix, Pto, Rx e transitori assolsero espressione di NRC1(D481V), che codifica per una proteina mutante NRC1 costitutivamente attiva, innesca un HR elicitori indipendente. Successivamente, abbiamo transitoriamente espresso questa auto-attivazione proteina in N. benthamiana silenziato per geni noti per essere coinvolti in HR segnalazione, consentendo in tal modo NRC1 essere posizionato in un percorso di segnalazione di HR. Abbiamo trovato che NRC1 richiede RAR1 e SGT1 essere funzionale, considerando che non richieda il NDR1 ed EDS1. Come la proteina Cf-4 richiede EDS1 per la sua funzione, ipotizziamo che funzioni NRC1 a valle di EDS1. Abbiamo anche trovato che NRC1 agisce a Monte di un pathway della chinasi della mappa. Possiamo concludere che la resistenza Cf-mediata segnalazione richiede una proteina a valle di NB-LRR che funzioni anche nella morte cellulare segnalazione percorsi innescati da altre proteine R.

Una Pseudomonas Syringae Pv. Mutante DC3000 Pomodoro Manca Il Effector III Tipo HopQ1-1 è in Grado Di Causare Malattia in Pianta Nicotiana Benthamiana Modello

Il modello patogeno Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 causa batterico speck in Arabidopsis e pomodoro, ma Nicotiana benthamiana, una pianta importante modello, è considerato un non-host. Strain DC3000 inietta circa 28 proteine effettrici in cellule vegetali attraverso il tipo sistema di secrezione di III (T3SS). Queste proteine sono state consegnate individualmente in celle foglia N. benthamiana via T3SS-abile Pseudomonas fluorescens, e otto, tra cui HopQ1-1, ha mostrato qualche capacità di provocare morte cellulare in questo test. Quattro cluster di gene che codifica 13 effettori sono stati eliminati da DC3000: cluster II (hopH1, hopC1), IV (hopD1, hopQ1-1, hopR1), IX (hopAA1-2, hopV1, hopAO1, hopG1) e nativo del plasmide pDC3000A (hopAM1-2, hopX1, hopO1-1, hopT1-1). DC3000 mutanti cancellati per cluster IV o hopQ1-1 appena acquisito la capacità di crescere a livelli elevati e produrre lesioni batteriche speck in N. benthamiana. HopQ1-1 ha mostrato altri segni distintivi di un determinante di avirulence N. benthamiana: espressione nel tabacco wildfire patogeno P. syringae pv. tabaci 11528 reso questo ceppo avirulente in N. benthamiana ed elicitazione della risposta ipersensibile in N. benthamiana da HopQ1-1 era dipendente da SGT1. DC3000 polymutants che coinvolgono altri ammassi di gene effettrici in uno sfondo di hopQ1-1-deficient ha rivelato che i cluster II e IX ha contribuito alla gravità dei sintomi di lesione in N. benthamiana, così come in Arabidopsis e pomodoro. I risultati supportano l'ipotesi che le gamme di host di p. syringae pathovars sono limitate da complesse interazioni dei repertori effettrici con sistemi di sorveglianza anti-effector pianta, e dimostrano che N. benthamiana può essere un host utile modello per DC3000.

Riconoscimento PTO E Prf-mediata Di AvrPto E AvrPtoB Limita La Capacità Di Diversi Pseudomonas Syringae Pathovars Per Infettare Il Pomodoro

Le basi molecolari sottostanti la capacità di infettare alcune specie di piante e non gli altri agenti patogeni sono in gran parte sconosciuta. Pseudomonas syringae è una specie di modello utile per indagare questo fenomeno, perché è composto da più di 50 pathovars che hanno specificità gamma stretta host. Pomodoro (Solanum lycopersicum) è un host per p. syringae pv. pomodoro, l'agente eziologico della malattia batterica speck, ma è considerato un nonhost per altri pathovars p. syringae. Resistenza ospite nel pomodoro per malattia batterica speck è conferita dalla chinasi di proteina Pto che agisce di concerto con il Prf nucleotide-binding lucine-ricco ripetere proteina per riconoscere p. syringae pv. ceppi di pomodoro che esprimono gli effettori III tipo AvrPto o AvrPtoB (HopAB2). La Pto e Prf geni sono stati isolati dal pomodoro selvatico specie S. pimpinellifolium e alleli funzionali di entrambi questi geni ora sono conosciuti per esistere in molte specie di pomodoro e in altre specie di solanacee. Qui, estendiamo precedenti relazioni che avrPto e avrPtoB geni sono ampiamente distribuiti tra pathovars di p. syringae, che sono considerati patogeni nonhost di pomodoro. Questa osservazione ci ha spinti ad esaminare la possibilità che il riconoscimento di questi effettori III tipo da Pto o Prf potrebbe contribuire per l'incapacità di molti p. syringae pathovars di infettare specie di pomodoro. Mostriamo che 10 ceppi da presunto nonhost P. syringae pathovars sono in grado di crescere e provocare i sintomi della malattia pathovar-unico in foglie di pomodoro privo di Pto o Prf, sebbene essi non raggiungono i livelli di popolazione o causare sintomi così gravi come un controllo P. syringae pv. ceppo di pomodoro. Sette di questi ceppi sono stati trovati per esprimere avrPto o avrPtoB. I ceppi AvrPto - e AvrPtoB-esprimere elicitata resistenza di malattia su foglie di pomodoro esprimendo Pto e Prf. Così, un evento di riconoscimento gene-per-gene possa contribuire alla restrizione gamma ospite di molti pathovars di p. syringae su specie di pomodoro. Inoltre, possiamo concludere che i sintomi di diverse malattie causati da diversi agenti patogeni Pseudomonas sul loro ospiti pianta normale sono dovuti in gran parte la matrice dei fattori di virulenza espressi da ogni pathovar e non specifici attributi morfologici o molecolari dell'host plant.

Una Batterica Ligasi Di Ubiquitin E3 Gli Obiettivi Della Chinasi Di Proteina Una Host Per Disturbare Pianta Immunità

Molti agenti patogeni batterici di piante e animali utilizzano un sistema di secrezione di tipo III a consegnare le proteine effettrici' diversa virulenza associati' nella cellula ospite. I meccanismi con cui agiscono questi effettori sono per lo più sconosciuti; Tuttavia, essi spesso promuovere malattia sopprimendo l'immunità host. Effector III uno tipo, AvrPtoB, espresso dalla pianta patogeno Pseudomonas syringae pv. pomodoro, ha un dominio carbossi-terminale che è una E3 ubiquitina ligasi. Eliminazione di questo dominio permette una regione amino-terminale di AvrPtoB (AvrPtoB(1-387)) di essere rilevato da alcune varietà di pomodoro che porta a morte cellulare programmata associate all'immunità. Qui vi mostriamo che una chinasi host, Fen, interagisce fisicamente con AvrPtoB(1-387) ed è responsabile dell'attivazione della risposta immunitaria di pianta. La ligasi AvrPtoB E3 specificamente ubiquitinates Fen e promuove la sua degradazione in maniera dipendente dal proteasoma. Questa degradazione conduce alla suscettibilità di malattia in Fen-esprimere linee di pomodoro. Varie specie selvatiche del pomodoro sono stati trovati ad esporre l'immunità in risposta a AvrPtoB(1-387) e non AvrPtoB full-length. Così, con l'acquisizione di un dominio di ligasi E3, AvrPtoB ha sventato un meccanismo di resistenza ospite altamente conservata.

Pseudomonas Syringae Tipo III Effettrici Che Avrptob è Fosforilato in Cellule Vegetali Su Serina 258, Promuovere La Propria Attività Di Virulenza

Pseudomonas syringae pv. proteina pomodoro AvrPtoB è traslocata in cellule vegetali attraverso il tipo sistema di secrezione di III batterica. In foglie di pomodoro resistenti, AvrPtoB agisce come una proteina avirulence interagendo con la chinasi Pto host e suscitare la risposta immunitaria. Pto-mediata immunità richiede Prf, una proteina Pto-interagendo con un sito putativo di nucleotide-binding e una regione ricca di leucina si ripete. In piante di pomodoro sensibili, quali la mancanza o Pto o Prf, AvrPtoB agisce come una proteina di virulenza promuovendo p. syringae pv. pomodoro crescita e migliorare i sintomi associati alla malattia batterica speck. il N-terminale 307 amminoacidi di AvrPtoB (AvrPtoB(1-307)) designati sono sufficienti per queste attività di virulenza e avirulence Pto-mediata. Segnaliamo che AvrPtoB è fosforilata da un'attività di chinasi Pto - e Prf-indipendente che è conservata in diverse specie di piante, tra cui il pomodoro (Solanum lycopersicum), Nicotiana benthamiana e Arabidopsis thaliana. AvrPtoB(1-307) è stato fosforilato in protoplasti di pomodoro, e spettrometria di massa identificata serina 258 come il sito di fosforilazione in vivo più importanti di questa proteina. Una sostituzione dell'alanina Ser(258) ha provocato la perdita di virulenza e la diminuzione dell'attività avirulence di AvrPtoB(1-307), considerando che un mutante S258D phosphomimetic avuto attività simile al wild type AvrPtoB(1-307). Queste osservazioni suggeriscono che AvrPtoB si è evoluto per simulare un substrato di una chinasi vegetali conservati, portando alla valorizzazione delle sue attività di virulenza e avirulence nella cellula ospite.

La Regione N-terminale Del Effector III Tipo Pseudomonas AvrPtoB Suscita L'immunità Pto-dipendente E Ha Due Fattori Determinanti Di Virulenza Distinti

Resistenza alle malattie batteriche speck nel pomodoro è attivato dall'interazione fisica della chinasi Pto host sia delle proteine effettrici dissimili in sequenza tipo III AvrPto o AvrPtoB (HopAB2) con da Pseudomonas syringae pv. pomodoro. Pto-mediata immunità richiede Prf, ripete una proteina con un nucleotide-binding sito e ricchi di leucina. il N-terminale 307 amminoacidi di AvrPtoB sono stati segnalati in precedenza per interagire con la chinasi Pto e mostriamo qui che questa regione (AvrPtoB(1-307)) è sufficiente per suscitare l'immunità Pto/Prf-dipendente contro p. s. pv. pomodoro. AvrPtoB(1-307) è stato anche trovato per essere sufficiente per un'attività di virulenza che aumenta la produzione di etilene e aumenta la crescita di p. s. pv. pomodoro e gravità della malattia di speck su linee di pomodoro sensibili carente o Pto o Prf. Inoltre, abbiamo trovato che residui 308-387 di AvrPtoB sono necessarie per le capacità precedentemente riportata di AvrPtoB di sopprimere pathogen-associated molecular patterns-indotta basale difese in Arabidopsis. Così, la regione N-terminale di AvrPtoB ha due strutturalmente distinti domini coinvolti in diversi meccanismi di virulenza-promozione. Mutagenesi casuale e mirata identificati cinque residui strettamente cluster in AvrPtoB(1-307) che sono necessari per l'interazione con presa di forza e per elicitazione dell'immunità a P. s. pv. pomodoro. Mutazione di uno dei cinque residui cluster abolito l'attività associate all'etilene virulenza del AvrPtoB(1-307). Tuttavia, singole mutazioni di altri quattro residui, nonostante l'abolizione delle interazione con attività Pto e avirulence, ha avuto alcun effetto sulle attività di virulenza AvrPtoB(1-307). Nessuna di queste mutazioni influenzato l'attività basale soppressione di difesa del AvrPtoB(1-387). Basato su allineamenti di sequenza, le stime di propensione elicoidale e la struttura precedentemente riportata di AvrPto, si ipotizza che i domini interagenti Pto AvrPto e AvrPtoB(1-307) hanno somiglianza strutturale. Insieme, questi dati supportano un modello in cui AvrPtoB(1-307) promuove la virulenza associate all'etilene di interazione non con presa di forza, ma con un'altra proteina host sconosciuto.

Aconitasi Gioca Un Ruolo Nella Regolazione Della Resistenza a Stress Ossidativo E Morte Cellulare in Arabidopsis E Nicotiana Benthamiana

Negli animali, aconitasi sono una proteina bifunzionale. Quando un cluster ferro-zolfo è presente nel suo centro catalitico, aconitasi Visualizza attività enzimatica; Quando questo cluster è perso, passa a una RNA-proteina che regola la traducibilità o la stabilità di alcune trascrizioni. Per indagare il ruolo della aconitasi nelle piante, abbiamo valutato la sua capacità di legare mRNA. Ricombinante aconitasi Impossibile associare un elemento reattivo del ferro (IRE) dal gene della ferritina umana. Tuttavia, è associato il 5' UTR di Arabidopsis chloroplastic CuZn superossido dismutasi 2 mRNA (CSD2), e questa associazione era specifica. Piante di Arabidopsis aconitasi knockout (KO) sono stati trovati per avere significativamente meno clorosi dopo il trattamento con il paraquat composto, generazione di superossido. Questo fenotipo correlato con induzione ritardata del gene antiossidante GST1, suggerendo che queste linee KO sono più tolleranti allo stress ossidativo. Aumento dei livelli di mRNA di CSD2 sono stati osservati nelle linee KO, anche se il livello della proteina di CSD2 non è stato influenzato. Virus-induced gene silencing (VIGS) di Aconitasi in Nicotiana benthamiana ha causato una riduzione del 90% in attività aconitasi, delle stupende, lesioni necrotiche spontanee e maggiore resistenza al paraquat. Le piante silenziate avevano anche meno morte cellulare dopo co-expression transitoria di proteine AvrPto e Pto o la proteina pro-apoptotica Bax. Dopo inoculazione con Pseudomonas syringae pv. tabaci portando avrPto, tacere aconitasi N. benthamiana piante esprimendo il transgene Pto visualizzato una risposta di ipersensibilità ritardata (HR) e supportato di livelli più elevati di crescita batterica. Morte cellulare associato a malattia in N. benthamiana inoculati con p. s. pv. tabaci inoltre è stato ridotto. Presi insieme, questi risultati suggeriscono che aconitasi gioca un ruolo nel mediare lo stress ossidativo e regolazione della morte cellulare.

Effettori Batteriche Bersaglio Il Comune Partner Segnalazione BAK1 a Disturbare Più Complessi Di Segnalazione Del Recettore MAMP E Ostacolare L'immunità Pianta

Successo patogeni hanno sviluppato strategie per interferire con i sistemi immunitario host. Ad esempio, l'onnipresente pianta patogeno Pseudomonas syringae inietta due effettori sequenza distinte, AvrPto e AvrPtoB, per intercettare convergente risposta immunitaria innata stimolato da più microbo-associated molecular pattern (MAMP). Tuttavia, l'host direttamente obiettivi e precisi meccanismi molecolari di effettori batteriche restano in gran parte oscure. Mostriamo che AvrPto e AvrPtoB si legano l'Arabidopsis receptor-like chinasi BAK1, un partner di segnalazione condiviso il recettore flagellina FLS2 sia il recettore brassinosteroide BRI1. Questo targeting interferisce con associazione ligando-dipendente di FLS2 con BAK1 durante l'infezione. Ostacolarlo anche BAK1-dipendente host risposte immunitarie a diversi altri MAMP e segnalazione brassinosteroide. Significativamente, la base strutturale di AvrPto-BAK1 interazione sembra essere distinta dall'associazione AvrPto-presa di forza necessaria per innescato effettrici dell'immunità. Queste scoperte scoprono una strategia unica di patogenesi batterica dove effettori virulenza bloccano la trasmissione del segnale attraverso un comune componente chiave dei più complessi MAMP-recettore.

Una Sequenza Di Progetto Genoma Di Pseudomonas Syringae Pv. Pomodoro T1 Rivela Un Repertorio Di Effector III Tipo Notevolmente Divergente Da Quella Di Pseudomonas Syringae Pv. Tomato DC3000

Prodotti genici diversi tra cui fitotossicità pathogen-associated molecular patterns e tipo III secreto effettori influenza le interazioni tra ceppi di Pseudomonas syringae e piante, con aggiuntivi ancora atipici fattori probabilmente contribuiscono pure. Di particolare interesse sono quelle interazioni che regolano la specificità dell'ospite-agente patogeno. Genomica comparativa degli agenti patogeni strettamente correlati con specificità differenti host rappresenta un ottimo approccio per l'identificazione dei geni che contribuiscono alla determinazione di host-gamma. Una sequenza di progetto genoma di Pseudomonas syringae pv. pomodoro T1, che è patogeno sul pomodoro ma individuare su Arabidopsis thaliana, è stato ottenuto per questo scopo e confrontato con il genoma dello strettamente correlate a. thaliana e pomodoro modello patogeno P. syringae pv. Tomato DC3000. Sebbene il contenuto genetico complessiva di ciascuna delle due genoma sembra essere molto simile, è stato trovato il repertorio di effettori a divergere in modo significativo. Diversi p. syringae pv. effettori pomodoro T1 assente dal ceppo DC3000 sono stati confermati per essere traslocata in piante, con il candidato ben studiata effettrici AvrRpt2 che rappresenta un probabile per la determinazione di host-gamma. Tuttavia, la presenza di avrRpt2 non è stata trovata sufficiente a spiegare la resistenza di a. thaliana di p. syringae pv. pomodoro T1, suggerendo che altri effettori ed eventualmente fattori di tipo sistema di secrezione III-indipendente anche gioca un ruolo in questa interazione.

Xanthomonas T3S Effettrici XopN Sopprime Immunità Innescato PAMP E Interagisce Con Un Pomodoro Atipico TFT1 E Kinase Receptor-Like

XopN è un fattore di virulenza da Xanthomonas campestris pathovar vesicatoria (Xcv) che è traslocata in celle di foglia di pomodoro (Solanum lycopersicum) dal tipo di agente patogeno sistema di secrezione di III. XCV DeltaxopN mutanti sono alterati in crescita e hanno ridotto la capacità di provocare i sintomi della malattia in foglie di pomodoro sensibili. Mostriamo che XopN azione in planta ridotto pathogen-associated molecular pattern (PAMP)-indotta da deposizione di gene expression e callosio nel tessuto ospite, che indica che XopN sopprime la risposta immunitaria innescata PAMP durante l'infezione Xcv. XopN è previsto di avere ripetizioni irregolari, alfa-elicoidale, suggerendo molteplici interazioni proteina-proteina in planta. Coerente con questa previsione, XopN ha interagito con il dominio citosolico di un pomodoro atipica Receptor-Like Kinase1 (TARK1) e quattro isoforme di pomodoro quattordici-tre-tre (TFT1, TFT3, TFT5 e TFT6) in lievito. XopN/TARK1 e XopN/TFT1 interazioni sono state confermate in planta di complementazione bimolecolare fluorescenza e analisi di pull-down. XCV DeltaxopN virulenza difetti erano parzialmente soppressa nel pomodoro transgenico lascia con ridotti livelli di mRNA di TARK1, che indica che TARK1 gioca un ruolo importante nel risultato delle interazioni Xcv-pomodoro. Questi dati forniscono la base per un modello in cui XopN si lega al TARK1 per interferire con gli eventi segnalazione TARK1-dipendente ha attivati in risposta all'infezione Xcv.

Delezioni Nel Repertorio Di Pseudomonas Syringae Pv. Geni Di Pomodoro DC3000 Tipo III Secrezione Effettrici Rivelano Sovrapposizione Funzionale Tra Effettori

La gamma-proteobacterial pianta patogeno Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 utilizza il sistema di secrezione di tipo III per iniettare ca. 28 Avr/Hop proteine effettrici nelle piante, che consente al batterio di crescere da livelli bassi inoculo di produrre sintomi di speck batterica nel pomodoro, Arabidopsis thaliana, e (quando manca hopQ1-1) Nicotiana benthamiana. Gli effettori sono individualmente superfluo ma collettivamente essenziale per la capacità dei batteri di sconfiggere le difese, crescere e produrre sintomi nelle piante. Diciotto dei geni effettori sono raggruppati in sei isole genomic/isolotti. Delezioni combinatoriale che coinvolgono questi cluster e due dei restanti geni effettori ha rivelato una struttura basata su ridondanza nel repertorio del effector, tale che alcune eliminazioni diminuita crescita in N. benthamiana solo in combinazione con altre eliminazioni. Gran parte della capacità di crescere in N. benthamiana DC3000 è stato trovato per essere dovuto cinque effettori in due gruppi di ridondante effettrici (REGs), che sembrano target separatamente due processi di alto livello in difesa della pianta: percezione di segnali esterni patogeni (AvrPto e AvrPtoB) e la distribuzione dei fattori antimicrobici (AvrE, HopM1, HopR1). Ulteriore supporto per l'appartenenza a HopR1 nel REG stesso come AvrE è stata acquisita attraverso l'analisi bioinformatica, rivelando l'esistenza di una superfamiglia di effector AvrE/DspA/E/HopR, che ha rappresentanti in praticamente tutti i gruppi di agenti patogeni vegetali proteobacterial che distribuire tipo III effettori.

Struttura Cristallina Del Complesso Tra Effettrici Pseudomonas AvrPtoB E La Chinasi Pto Pomodoro Rivela Una Condivisa E Un'unica Interfaccia, Confrontato Con AvrPto-Pto

Resistenza alle malattie batteriche speck in pomodoro (Solanum lycopersicum) è attivato su riconoscimento dalla chinasi Pto ospite di uno dei due proteine effettrici indipendenti in sequenza, AvrPto o AvrPtoB, dal pomodoro di Pseudomonas syringae pv (Pst). Pto induce immunità Pst agendo in concerto con la proteina Prf. La struttura recentemente segnalata del complesso AvrPto-Pto ha rivelato che l'interazione delle AvrPto con Pto sembra alleviare un effetto inibitorio della Pto, permettendo Pto attivare Prf. Qui, vi presentiamo la struttura cristallina del dominio Pto associazione di AvrPtoB (residui 121 a 205) ad una risoluzione di 1, 9a di AvrPtoB(121-205)-Pto complesse con una risoluzione di 3.3 A. AvrPtoB(121-205) esibisce una piegatura terziaria che è completamente diversa da quello di AvrPto e sua conformazione rimane in gran parte invariato dell'associazione a Pto. In comune con AvrPto-Pto, il complesso AvrPtoB-Pto si basa su due interfacce. Una di queste interfacce è simile in entrambi complessi, sebbene le sequenze dell'amminoacido primaria da due proteine effettrici sono molto diverse. Aminoacidiche in Pto presso l'altra interfaccia disturbare l'interazione del AvrPtoB-Pto, ma non quella di AvrPto-Pto. È interessante notare che, le sostituzioni in Pto che interessano questa interfaccia unica anche causano Pto per indurre la morte della cellula ospite Prf-dipendente indipendentemente sia proteine effettrici.

Advances in Metodi Sperimentali Per La Delucidazione Della Funzione Di Pseudomonas Syringae Effettrici Con Un Focus Su AvrPtoB

Pseudomonas syringae infetta una vasta gamma di specie vegetali tramite l'utilizzo di un tipo sistema di secrezione di III. Le proteine effettrici iniettate nella cellula vegetale attraverso questa siringa molecolare servono come promotori della malattia di sovvertire la risposta immunitaria pianta a beneficio dei batteri nello spazio intercellulare. Gli obiettivi e le attività di un sottoinsieme di effettori sono stata chiarita di recente. In questo articolo, ci concentriamo sugli approcci sperimentali che hanno dimostrato maggior successo nel sondaggio la base molecolare di effettori, che vanno dalla perdita di funzione di guadagno di funzione analisi utilizzando diverse tecniche per consegna effettrici nelle piante. In particolare, si evidenzia come questi diversi approcci sono stati applicati allo studio di un effector - AvrPtoB - una proteina multifunzionale con la capacità di sopprimere sia innescato effettrici dell'immunità e patogeno (o microbo)-associato molecolari attivati da un pattern di immunità. Presi insieme, progressi in questo campo dimostrano la necessità di approcci sperimentali più quando chiarire la funzione di un singolo effettore.

Proteina 14-3-3 Di Pomodoro 7 Regola Positivamente Morte Cellulare Programmata Associate All'immunità Aumentando Abbondanza Della Proteina E Capacità Di MAPKKK {alpha} Di Segnalazione

Morte programmata delle cellule (PCD) è attivato quando Pto, una proteina chinasi Ser-Thr, riconosce effettrici AvrPto o AvrPtoB da pomodoro di Pseudomonas syringae pv. Questo PCD richiede chinasi della chinasi della chinasi di proteina mitogene-attivata (alfa MAPKKK) come un regolatore positivo in pomodoro (Solanum lycopersicum) e Nicotiana benthamiana. Per esaminare come attività suscitando PCD del pomodoro della proteina alfa MAPKKK è regolata, abbiamo proiettato per MAPKKK alfa - interazione proteine in pomodoro e identificato una proteina 14-3-3, TFT7. Silenziamento genico indotto da virus utilizzando il gene TFT7 nel N. benthamiana compromessa Pto - e MAPKKK alfa - mediata PCD, e coexpression di TFT7 con pomodoro alfa MAPKKK enhanced MAPKKK alfa - mediata PCD. TFT7 è stato anche richiesto per PCD associato con varie altre proteine di resistenza di malattia e ha contribuito alla resistenza contro il pomodoro di p. syringae pv. Coexpression di TFT7 con alpha MAPKKK in vivo causata aumentato accumulo della chinasi di e rafforzata la fosforilazione della chinasi mappa due. TFT7 proteina contiene un motivo di associazione fosfopeptide che è presente nell'umano epsilon 14-3-3, e le sostituzioni in questo motivo abolito l'interazione con MAPKKK alfa in vivo e anche l'attività di miglioramento PCD di TFT7. Un motivo di associazione 14-3-3, tra cui un Ser fosforilata putativo-535, è presente nella regione C-terminale di alpha MAPKKK. Una sostituzione S535A in alfa MAPKKK ridotta interazione con TFT7 e sia capacità di suscitare PCD e stabilità di alpha MAPKKK. I nostri risultati forniscono nuove intuizioni in un ruolo per le proteine 14-3-3 in percorsi PCD associate all'immunità negli impianti di regolazione.

Due Fattori Determinanti Di Virulenza Del Effector III Tipo AvrPto Sono Funzionalmente Conservato in Diversi Pseudomonas Syringae Pathovars

The Pseudomonas syringae pv. pomodoro tipo proteina III AvrPto ha due domini funzionali che additivamente contribuiscono alla sua capacità di promuovere la virulenza del patogeno in piante di pomodoro sensibili e difesa anche risposte in resistente al pomodoro e tabacco genotipi. Qui, testiamo l'ipotesi che chiave dell'amminoacido residui in questi due domini saranno conservati anche in sequenza-divergenti AvrPto proteine espresse da diversi p. syringae pathovars. * Abbiamo clonato omologhi avrPto da pathovars diverse p. syringae e caratterizzato le quattro omologhi più diverse da p. syringae pathovars mori, lachrymans, myricae e oryzae per la loro attività di virulenza e la capacità di suscitare la resistenza in pomodoro e tabacco. * Chiave residui all'interno dei due domini AvrPto sono conservate in tre della quattro omologhi e sono necessari per la elicitazione di attività e la difesa di virulenza. AvrPto(oryzae), priva di residui conservati in ogni dominio, ma è stato trovato per essere riconosciuto da un gene di resistenza precedentemente sconosciuti in pomodoro e tabacco. * I nostri risultati indicano che i due domini di virulenza di AvrPto sono conservati in diversi pathovars nonostante il fatto che questi domini sono riconosciuti da alcune specie di piante. AvrPto pertanto potrebbero funzionare in pathovars infettando specie vegetali diverse prendendo di mira i processi host conservata.

Una Proteina Secreta (SNE1) Da Phytophthora Infestans è Un Soppressore Largamente Recitazione Di Morte Cellulare Programmata

Evasione o soppressione attiva delle difese di host sono critici strategie impiegate da biotrophic confronti e hemibiotrophs cui meccanismo di infezione include biotrophic sequenziale e stadi del parassita. Sebbene soppressione difesa da proteine effettrici secreta è stato ben studiato nei batteri, sistemi equivalenti in funghi e oomycetes sono capiti male. Riportiamo la caratterizzazione di SNE1 (soppressore di necrosi 1), un gene che codifica per una proteina secreta dall'hemibiotrophic Oomycota Phytophthora infestans che è specificamente espressa a livello trascrizionale durante biotrophic crescita all'interno del pomodoro pianta ospite (Solanum lycopersicum). Utilizzando dosaggi espressione transitoria, mostriamo che SNE1 sopprime l'azione della cella secreta indurre morte effettori da Phytophthora che sono espressi durante la fase di sviluppo del parassita, così come la morte programmata delle cellule mediata da un interazioni proteina gamma di Avr-R. Segnaliamo anche che SNE1 contiene motivi NLS previsti e trasloca nel nucleo di pianta in studi di espressione transitoria. Un modello concettuale è presentato in cui la secrezione sequenza coordinata di effettori antagonistici da p. infestans sopprime la prima, ma poi induce la morte della cellula ospite, fornendo quindi un mezzo altamente regolato per controllare il passaggio da biotrophy a necrotrophy.

Associate All'endosoma CRT1 Funzioni Presto in Difesa Di Resistenza Gene-mediata Segnalazione in Arabidopsis E Tabacco

L'immunità mediata da gene di resistenza conferisce una protezione contro l'infezione da agente patogeno in una vasta gamma di piante. Uno schermo genetico per Arabidopsis thaliana mutanti compromessa per il riconoscimento dei virus piega rapa precedentemente identificato CRT1, un membro della superfamiglia GHKL ATPasi/chinasi. Qui, noi dimostrare che CRT1 interagisce con varie proteine resistenza da diverse classi strutturali, e questa interazione viene interrotta quando queste proteine resistenza vengono attivate. L'Arabidopsis mutante crt1-2 crh1-1, che manca di CRT1 e il suo omologo più vicina, visualizzato compromessa resistenza avirulente Pseudomonas syringae e Hyaloperonospora arabidopsidis. Inoltre, morte cellulare ipersensibile associata a resistenza fu soppressa in Nicotiana benthamiana silenziato per espressione di CRT1 homolog(s). Così, CRT1 sembra essere un fattore generale per l'immunità mediata da gene di resistenza. Poiché elevazione di calcio citosolico innescato da avirulente p. syringae è stata compromessa in impianti crt1-2 crh1-1, ma morte cellulare attivati da Nt MEK2(DD) era inalterato nel tacere CRT1 N. benthamiana, CRT1 probabile che funzioni a un passaggio precoce in questo percorso. Genome-wide transcriptome analisi ha portato alla identificazione di geni associati al CRT1, molti dei quali sono associati con i processi di trasporto, responses to (a) lo stress biotico e il sistema di endomembrane. Microscopia confocale e frazionamento subcellulare ha rivelato che CRT1 si localizza alle vescicole simil-endosoma, suggerendo che un processo chiave nella resistenza della proteina attivazione/segnalazione si verifica in questo compartimento subcellulare.

L'estensione Del T-loop Della Chinasi Di Proteina Di Pomodoro AvrPto-dipendente Pto-interacting Protein 3 (Adi3) Dirige La Localizzazione Nucleare Per La Soppressione Della Morte Delle Cellule Vegetali

In pomodoro (Solanum lycopersicum), resistenza a Pseudomonas syringae pv. pomodoro è provocata dall'interazione di chinasi di Pto l'host con la proteina AvrPto, che conduce a diverse risposte immunitarie, compresa la morte delle cellule localizzate definito la risposta ipersensibile patogeno. La chinasi AGC Adi3 funzioni per sopprimere la morte della cellula ospite e interagisce con presa di forza solo in presenza di AvrPto. L'attività di soppressione (CDS) morte delle cellule di Adi3 richiede la fosforilazione da 3-fosfoinositide-dependent protein kinase 1 (Pdk1) e perdita della funzione Adi3 è associata con la morte delle cellule di risposta ipersensibile avviata dall'interazione Pto/AvrPto. Qui abbiamo studiato la relazione tra la localizzazione cellulare Adi3 e la sua attività di CD. Adi3 è una proteina nucleare localizzato, e questa localizzazione è dettata da un segnale di localizzazione nucleare trovato nell'estensione Adi3 T-loop, un inserimento di circa 80 aminoacidi nel T-loop, o ciclo di attivazione, viene fosforilato per l'attivazione della chinasi. Localizzazione nucleare di Adi3 è richiesto per la sua attività CDS e perdita di localizzazione nucleare provoca l'eliminazione di attività Adi3 CD e induzione della morte cellulare. Questa localizzazione nucleare di Adi3 dipende dal Ser-539 fosforilazione da Pdk1 e Adi3 non-nucleare è trovato in strutture punctati tutta la cella. I nostri dati supportano un modello in cui Pdk1 fosforilazione della Adi3 dirige la localizzazione nucleare per i CD e che perturbazioni di localizzazione nucleare Adi3 possono essere un meccanismo per l'induzione della morte cellulare come quello durante l'interazione Pto/AvrPto.

Identificazione Di Nicotiana Benthamiana Geni Coinvolti in Pathogen-associated Molecular Pattern-innescato Immunità

Al fine di identificare i componenti di Nicotiana benthamiana percorsi pathogen-associated molecular pattern-innescato immunità (PTI), abbiamo condotto una schermata avanti-genetica su larga scala mediante silenziamento genico indotto da virus e un dosaggio cellula-morte-base per valutare PTI. Il dosaggio si basava su quattro combinazioni di indurre PTI nonpathogens e causando cellula-morte sfidante patogeni e in primo luogo è stato convalidato in piante a tacere per FLS2 o BAK1. Oltre 3.200 geni sono stati proiettati e 14 geni sono stati identificati che, quando messo a tacere, PTI compromessa come giudicato dal dosaggio cellula-morte-based. Un'ulteriore analisi ha indicato che i 14 geni non sono stati coinvolti in una risposta di morte cellulare generale. Un sottoinsieme dei geni è stato trovato ad per agire a valle di induzione PTI FLS2-mediata e silenziamento dei tre geni compromessi produzione di specie reattive dell'ossigeno in foglie esposte a flg22. 14 Geni codificano proteine con funzioni potenziali in difesa e segnalazione dell'ormone, stabilità proteica e degrado, energia e metabolismo secondario e parete delle cellule biosintesi e forniscono una nuova risorsa per esplorare la base molecolare per il coinvolgimento di questi processi in PTI.

Fosforilazione Del Generatore Di Effetti Di Pseudomonas Syringae AvrPto è Richiesta Per L'attività Di Virulenza FLS2/BAK1-indipendente E Riconoscimento Di Tabacco

Il tipo di proteina III AvrPto da Pseudomonas syringae pv. pomodoro viene secreto in cellule vegetali dove promuove la crescita batterica e migliora i sintomi della malattia di speck su piante di pomodoro sensibili. L'attività di virulenza di AvrPto è dovuto, in parte, alla sua interazione con i componenti dei complessi di host modello riconoscimento del recettore, che sconvolge pathogen-associated molecular pattern-innescato immunità. Questo meccanismo di rottura richiede un elemento strutturale della proteina AvrPto, il ciclo di CD, che è anche richiesto per innescare resistenza Pto/Prf-mediata nel pomodoro. Abbiamo dimostrato in precedenza che il dominio carbossi-terminale (CTD) di AvrPto è fosforilato e contribuisce anche alla virulenza batterica. Qui segnaliamo che la fosforilazione dei CTD su S147 e S149 favorisce la virulenza batterica in maniera FLS2/BAK1-indipendente, meccanicistico distinto dal ciclo del CD. In un sorprendente corollario con riconoscimento Pto del ciclo CD nel pomodoro, il tabacco specie Nicotiana sylvestris e Nicotiana tabacum hanno un meccanismo di riconoscimento che specificamente rileva lo stato di fosforilazione dei CTD. Così diverse specie della famiglia delle solanacee sono evoluti meccanismi di riconoscimento distinte per monitorare la stessa effector di tipo III.

Metodi Per Studiare Immunità PAMP Innescato Con Pomodoro E Nicotiana Benthamiana

Comprendere le basi molecolari delle risposte plant pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) è un'area attiva di ricerca nel campo delle interazioni pianta-microbo. Un numero crescente di geni vegetali coinvolti in vari passi dell'immunità PAMP attivato percorsi (PTI) e sono stati identificati i fattori microbici coinvolti nell'elicitazione o soppressione di PTI. Questi studi hanno in gran parte si basava su Arabidopsis thaliana e, pertanto, la maggior parte delle analisi della PTI hanno sviluppata e ottimizzata per quel sistema di pianta modello. Sebbene PTI è una caratteristica conservata tra le piante, gli spettri di risposta variano tra specie diverse. Così, c'è bisogno di dosaggi PTI robusti in altri pathosystems, come quelli che coinvolgono le interazioni pianta-patogeno delle Solanacee, che includono molte piante economicamente importanti e le loro malattie. Abbiamo ottimizzato molecolari, cellulari e tutta la pianta metodi per misurare le risposte in due PTI ampiamente studiato specie solanacee, il pomodoro (Solanum lycopersicum) e Nicotiana benthamiana. Qui, forniamo dettagliati protocolli per misurare vari fenotipi PTI-associati, tra cui popolazioni batteriche dopo pretrattamento delle foglie con PAMPs, induzione di geni reporter, deposizione di callosio, attivazione della chinasi di proteina mitogene-attivata e un sistema basato su luciferase reporter. Questi metodi faciliterà schermi genetici limitati e la caratterizzazione dettagliata di potenziali geni correlati a PTI nel modello ed economicamente importante Solanaceae spp-patogeno interazioni.

Innescato Effettrici Dell'immunità Mediata Dalla Chinasi Pto

Presa di forza è stato il primo gene di resistenza alle malattie, clonato da una pianta che conferisce il riconoscimento di un agente patogeno specifico. La chinasi intracellulare della proteina che esso codifica attiva una risposta immunitaria in pomodoro (Solanum lycopersicum) alla malattia batterica speck interagendo con il AvrPto o AvrPtoB tipo III effettrici proteine che sono trasportate nella cella della pianta di pomodoro di Pseudomonas syringae pathovar. Questo evento di riconoscimento innesca segnalazione percorsi che porta all'immunità innescato effettrici (ETI), che inibisce la crescita di agenti patogeni. Nel corso degli ultimi 15 anni, ~ 25 geni sono stati identificati da studi di perdita di funzione di avere un ruolo nella ETI Pto-mediata. Qui, passiamo in rassegna gli approcci sperimentali che sono stati utilizzati in questi studi, discutere le proteine che sono state identificate e caratterizzate e presentano un modello attuale di ETI Pto-mediata.

Genetico Smontaggio E Rimontaggio Combinatoria Identificare Un Repertorio Minimo Funzionale Di Effettori III Tipo in Pseudomonas Syringae

La virulenza di Pseudomonas syringae e molti altri patogeni proteobacterial dipende dal complessi repertori delle proteine effettrici iniettate in cellule ospiti dai sistemi di secrezione di tipo III. 28 Geni effettori sia nel repertorio del modello patogeno P. syringae pv. Tomato DC3000 sono stati cancellati per produrre polymutant DC3000D28E. Crescita del DC3000D28E in Nicotiana benthamiana era asintomatica e 4 registri inferiore a quella di DC3000ΔhopQ1-1, che causa la malattia di questa pianta modello. DC3000D28E sembrava funzionalmente effectorless ma altrimenti WT in diagnostici fenotipi rilevanti per piantare le interazioni (ad esempio, la capacità di iniettare il reporter AvrPto-Cya nel N. benthamiana). Vari geni effettori sono stati integrati da ricombinazione omologa in loci nativi o da un sistema di navetta (PRIVAS) programmabile o casuale assemblaggio in vivo nel locus effettrici scambiabili nell'isola di patogenicità Hrp di DC3000D28E. Quest'ultimo metodo sfruttato schede dual e ricombinazione in lievito per il montaggio efficiente dei prodotti di PCR in combinazioni casuali o programmate di molteplici geni effettori. Integrazioni native e PRIVAS-mediata sono stati combinati per identificare un repertorio minimo funzionale di otto geni effettori che restaurato molto la virulenza di DC3000ΔhopQ1-1 in N. benthamiana, rivelando una gerarchia in funzione effector: AvrPtoB agisce con priorità nel sopprimere l'immunità, consentendo altri effettori promuovere l'ulteriore crescita (HopM1 e HopE1), clorosi (HopG1), formazione di lesione (HopAM1-1) e nei pressi di piena crescita e sintomo di produzione (AvrEHopAA1-1, e/o HopN1 funzionamento in sinergia con i precedente effettori). DC3000D28E, il metodo di PRIVAS e repertori funzionali minime forniscono nuove risorse per sondare il sistema immunitario di pianta.

Proteina 14-3-3 Di Pomodoro TFT7 Interagisce Con Una Chinasi Della Chinasi Della Mappa Regolare Associate All'immunità Morte Programmata Delle Cellule Mediata Da Proteine Di Resistenza Diverse Malattie

Morte programmata delle cellule (PCD) associati con l'immunità viene attivato quando una proteina di resistenza (R) pianta malattia riconosce una corrispondente proteina virulenza dell'agente patogeno. Nel pomodoro, rilevazione della chinasi Pto ospite delle proteine Pseudomonas syringae AvrPto o AvrPtoB provoca PCD localizzata. In precedenza, abbiamo riportato che sia MAPKKKα (chinasi della chinasi di proteina mitogene-attivata della chinasi) e la proteina 14-3-3 pomodoro 7 (TFT7) regolano positivamente PCD Pto-mediata in pomodoro e Nicotiana benthamiana. Inoltre, a differenza di MAPKKKα, TFT7 è richiesto per PCD mediata da quattro altre proteine R. Qui indaghiamo perché TFT7 è richiesto per PCD indotta da diverse proteine R nelle piante. Abbiamo scoperto che una MAPKK, SlMKK2, che gli atti a valle di SlMAPKKKα, interagisce anche con TFT7 in cellule di piante. Esperimenti di silenziamento genico ha rivelato che i geni orthologous di SlMKK2 e di TFT7 N. benthamiana sono necessari per PCD mediata dallo stesso set di proteine R. SlMKK2 e sua orthologs contengono un sito di legame del 14-3-3 nella loro terminus di N, e Thr(33) in questo sito è necessaria per l'interazione con TFT7 in vivo. Come la proteina 14-3-3ε umana strutturalmente simile, TFT7 forma un omodimero in vivo. Perché TFT7 interagisce con SlMAPKKKα e SlMKK2 e costituisce anche un omodimero, proponiamo che TFT7 coordinately può assumere queste proteine client per il trasferimento di segnale efficiente, che porta all'induzione di PCD.

Analisi Strutturale Di Pseudomonas Syringae Che Avrptob Associato All'host BAK1 Rivelano Due Domini Simili Chinasi Interagenti in Un Tipo III Effettrici

Per infettare piante, Pseudomonas syringae pv. pomodoro fornisce proteine effettrici di ~ 30 tipo III nelle cellule ospiti, molti dei quali interferire con immunità innescato PAMP (PTI). Un effettore, AvrPtoB, sopprime PTI utilizzando un dominio centrale per associare ospitante BAK1, una chinasi che agisce con diversi recettori di riconoscimento di pattern per attivare la segnalazione di difesa. Una seconda lega dominio AvrPtoB e sopprime la chinasi PTI-associated Bti9 ma al contrario è riconosciuto dalla proteina chinasi Pto per attivare innescato effettrici dell'immunità. Riportiamo la struttura cristallina del complesso AvrPtoB-BAK1, che ha rivelato la somiglianza strutturale tra questi due domini AvrPtoB, suggerendo che essi sorsero dalla duplicazione intragenic. Il dominio della chinasi BAK1 è strutturalmente simile alla presa di forza, e una regione conservata all'interno di BAK1 e Pto interagisce con AvrPtoB. L'attività della chinasi BAK1 è inibito da AvrPtoB, e mutazioni nell'interfaccia di interazione perturbare AvrPtoB attività di virulenza. Questi risultati fanno luce su una coevoluzione ospite-patogeno sottostante meccanismo strutturale.

Secrezione Di Tipo III Ed Effettori Forgiano Il Modello Di Sopravvivenza E La Crescita Di Pseudomonas Syringae Sulle Superfici Della Foglia

Il batterio Pseudomonas syringae pv syringae B728a (PsyB728a) utilizza un tipo sistema di secrezione di III (T3SS) per iniettare proteine effettrici nelle cellule vegetali, un processo che modula la sensibilità delle diverse piante all'infezione. Analisi della PsyB728a che esprimono GFP dopo inoculazione spray senza additivi in condizioni di umidità relativa moderata consentita (1) una dettagliata analisi dei pattern di sopravvivenza e la crescita di un ceppo su host (Nicotiana benthamiana) e non-host (pomodoro) foglia superfici, (2) una valutazione del ruolo delle difese pianta che interessano PsyB728a foglia superficie crescita (epifita) e (3) il contributo della T3SS e specifici effettori PsyB728a epifita sopravvivenza e la crescita. Sulle superfici di foglia di host, PsyB728a cellule inizialmente persistono senza crescere e mostrano una popolazione aumentata solo dopo 48 h, a meno che le piante sono pretrattati con la difesa di induzione chimica benzothiazole. Durante il periodo di persistenza, alcune cellule PsyB728a inducono un reporter T3SS, considerando che un mutante T3SS-carenti Mostra ridotta sopravvivenza. Di 72 h, rara invasione da PsyB728a alla regione del mesofillo delle foglie host si verifica, ma crescite batteriche endofite ed epifite non sono correlate. Effettori HopZ3 e HopAA1 ritardano l'insorgenza di crescita epifita della PsyB728a su N. benthamiana, considerando che promuovono la sopravvivenza/crescita epifita su pomodoro. Questi effettori localizzare siti distinti nelle cellule vegetali e probabilmente hanno differenti meccanismi di azione. HopZ3 enzimaticamente può modificare gli obiettivi di host, poichè richiede residui importanti per l'attività catalitica di altre proteine nella sua famiglia delle proteasi. Così, le difese T3SS, HopAA1, HopZ3 e pianta influenzano fortemente epifita sopravvivenza e/o crescita della PsyB728a.

Un Kinase Receptor-like Di Pomodoro LysM Promuove L'immunità E L'attività Della Chinasi è Inibito Da AvrPtoB

Resistenza in pomodoro (Solanum lycopersicum) all'infezione da Pseudomonas syringae coinvolge entrambe rilevamento pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) e riconoscimento da parte della chinasi di Pto host del effector patogeno AvrPtoB che è traslocata nella cellula ospite e interferisce con l'immunità innescato PAMP (PTI). La porzione N-terminale del AvrPtoB è sufficiente per la sua attività di virulenza e di riconoscimento da Pto. Una sostituzione dell'amminoacido in AvrPtoB, F173A, abolisce queste attività. Per indagare i meccanismi di virulenza AvrPtoB, abbiamo proiettato per le proteine di pomodoro che interagiscono con AvrPtoB e identificato Bti9, una LysM receptor-like chinasi. Bti9 ha la più alta somiglianza dell'amminoacido di Arabidopsis CERK1 tra le il pomodoro LysM receptor-like chinasi (RLKs) e un clade contenente tre altri pomodoro proteine, SlLyk11, SlLyk12 e SlLyk13, i quali interagiscono con AvrPtoB. La sostituzione F173A sconvolge l'interazione del AvrPtoB con Bti9 e SlLyk13, suggerendo che questi LysM-RLKs sono obiettivi di virulenza. Due linee indipendenti di pomodoro con RNAi-mediata ridotta espressione di Bti9 e SlLyk13 erano più suscettibili di p. syringae. L'attività della chinasi Bti9 è stato inibito in vitro dal dominio N-terminale del AvrPtoB in un modo F173-dipendente. Questi risultati indicano Bti9 o SlLyk13 svolgere un ruolo nell'immunità di pianta e il dominio N-terminale di AvrPtoB si sono evoluti per interferire con la loro attività di chinasi. Infine, abbiamo trovato che Bti9 e Pto interagiscono con AvrPtoB in un strutturalmente simili anche se non identica, moda, suggerendo che la Pto potrebbe essersi evoluto come una mimica molecolare dei domini chinasi LysM-RLK.

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