Школа юного агронома "Агродозор"
Министерство науки и высшего образования
Десятилетие
Президент России
Правительство
Российская академия наук
Министерство сельского хозяйства
У биоконтролирующего штамма CS-20 гриба Fusarium oxysporum во фракции, индуцирующей защитные механизмы в растениях томата и защищающей их от фузариозного вилта, идентифицирован новый обогащенный цистеином низкомолекулярный белок.
Front. Plant Sci. 6:1207. doi: 10.3389/fpls.2015.01207
Авторы : Лариса Щербакова1, Татьяна Одинцова2, Александр Стахеев3, Дебора Фрэвэл4 и Сергей Завриев3,1.
1 Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии.
2 Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова
3 Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина-Ю. А.
4 Plant Health Group, Crop Production and Protection, USDA ARS, USA.
Ранее было установлено, что защитный эффект непатогенного штамма CS-20 гриба
F. oxysporum против возбудителя васкулярного вилта томата F. oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) главным образом обусловлен взаимодействием этого штамма с растением, а не его воздействием непосредственно на патоген. Результаты, представленные в данной публикации, свидетельствуют о том, что CS-20 способен продуцировать белки, индуцирующие защитные ответы растения. С помощью эксклюзионной гель-хроматографии из экстракта биомассы гриба были выделены три белковых фракции. Обработка корней томата одной из них перед заражением растений патогенными изолятами FOL приводила к значительному ослаблению симптомов заболевания. Две других белковых фракции не обладали защитной активностью. Было установлено, что
фракция, препятствовавшая развитию вилта, инициировала ионно-обменный ответ клеток томата, проявлявшийся как обратимый сдвиг экстрацеллюлярного pH; повышала активность хитиназы в корнях растения и индуцировала системную устойчивость, усиливая в его листьях экспрессию гена, кодирующего белок PR-1. ВЭЖХ-анализ показал, что основным компонентом активной фракции является полипептид, названный CS20EP, молекулярная масса которого по данным MALDI TOF масс-спектрометрии составляла 10030 Да. CS20EP присутствовал только в активной фракции и не был обнаружен в неактивных. Установлена нуклеотидная последовательность, кодирующая этот элиситорный белок. С помощью прямой деградации по Эдману (25 N-терминальных аминокислотных остатков), а также на основе секвенирования ДНК определена полная аминокислотная последовательность CS20EP, который оказался богатым цистеином щелочным белком с изоэлектрической точкой 9,87 и содержанием гидрофобных аминокислотных остатков на уровне 23.43%. Биоинформационный анализ с использованием BLAST показал, что нами идентифицирован новый цистеин-содержащий белок микромицетов, имеющий некоторое сходство (max. 48%) с гипотетическим протеинам FGSG_10784 из штамма РН-1 F. graminearum, а также с одним из гипотетических белков из биоконтролирующего агента Fo47 (F. oxysporum), функции которых не установлены. В статье обсуждается роль CS20EP как элиситора устойчивости томата к фузариозному вилту и возможный вклад этого белка в защитный эффект штамма CS-20.
Front. Plant Sci. 6:1207. doi: 10.3389/fpls.2015.01207
Авторы : Лариса Щербакова1, Татьяна Одинцова2, Александр Стахеев3, Дебора Фрэвэл4 и Сергей Завриев3,1.
1 Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии.
2 Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова
3 Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина-Ю. А.
4 Plant Health Group, Crop Production and Protection, USDA ARS, USA.
Ранее было установлено, что защитный эффект непатогенного штамма CS-20 гриба
F. oxysporum против возбудителя васкулярного вилта томата F. oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) главным образом обусловлен взаимодействием этого штамма с растением, а не его воздействием непосредственно на патоген. Результаты, представленные в данной публикации, свидетельствуют о том, что CS-20 способен продуцировать белки, индуцирующие защитные ответы растения. С помощью эксклюзионной гель-хроматографии из экстракта биомассы гриба были выделены три белковых фракции. Обработка корней томата одной из них перед заражением растений патогенными изолятами FOL приводила к значительному ослаблению симптомов заболевания. Две других белковых фракции не обладали защитной активностью. Было установлено, что
фракция, препятствовавшая развитию вилта, инициировала ионно-обменный ответ клеток томата, проявлявшийся как обратимый сдвиг экстрацеллюлярного pH; повышала активность хитиназы в корнях растения и индуцировала системную устойчивость, усиливая в его листьях экспрессию гена, кодирующего белок PR-1. ВЭЖХ-анализ показал, что основным компонентом активной фракции является полипептид, названный CS20EP, молекулярная масса которого по данным MALDI TOF масс-спектрометрии составляла 10030 Да. CS20EP присутствовал только в активной фракции и не был обнаружен в неактивных. Установлена нуклеотидная последовательность, кодирующая этот элиситорный белок. С помощью прямой деградации по Эдману (25 N-терминальных аминокислотных остатков), а также на основе секвенирования ДНК определена полная аминокислотная последовательность CS20EP, который оказался богатым цистеином щелочным белком с изоэлектрической точкой 9,87 и содержанием гидрофобных аминокислотных остатков на уровне 23.43%. Биоинформационный анализ с использованием BLAST показал, что нами идентифицирован новый цистеин-содержащий белок микромицетов, имеющий некоторое сходство (max. 48%) с гипотетическим протеинам FGSG_10784 из штамма РН-1 F. graminearum, а также с одним из гипотетических белков из биоконтролирующего агента Fo47 (F. oxysporum), функции которых не установлены. В статье обсуждается роль CS20EP как элиситора устойчивости томата к фузариозному вилту и возможный вклад этого белка в защитный эффект штамма CS-20.