La resistencia a patógenos dependiendo de proteínas quiméricas Jacalin-Dirigent es común entre Poaceae pero está ausente en el dicotiledóneo Arabidopsis, como lo evidencia el análisis de proteínas homólogas de dominio único
Autores: Esch, Lara; Kirsch, Christian; Vogel, Lara; Kelm, Jana; Huwa, Nikolai; Schmitz, Maike; Classen, Thomas; Schaffrath, Ulrich
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Lectina relacionada con jacalina
Dominio dirigent
Resistencia a enfermedades
MonocotJRL
Plantas transgénicas
Arabidopsis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Las monocotJRLs son proteínas específicas de Poaceae de dos dominios que consisten en una lectina relacionada con jacalina (JRL) y un dominio dirigent (DIR) que participan en múltiples procesos de desarrollo, incluida la resistencia a enfermedades. Para JAC1, un monocotJRL del arroz, se ha confirmado que la expresión constitutiva en plantas transgénicas de arroz o cebada facilita una resistencia a enfermedades de amplio espectro. En este proceso, ambos dominios de JAC1 actúan de manera cooperativa, como lo evidencian los experimentos con proteínas que contienen dominios JRL o DIR artificialmente separados. Curiosamente, estas proteínas quiméricas no evolucionaron en plantas dicotiledóneas. En cambio, están presentes proteínas con un solo dominio JRL, múltiples dominios JRL o dominios JRL fusionados a dominios distintos de los dominios DIR. En este estudio, queríamos probar si la función cooperativa de las proteínas JRL y DIR que conduce a la resistencia a patógenos se conservaba en la planta dicotiledónea. En Arabidopsis, identificamos 50 proteínas JRL y 24 proteínas DIR, respectivamente, de las cuales se seleccionaron siete candidatos de JRL de un solo dominio y dos candidatos de DIR de un solo dominio. Un ensayo de expresión génica transitoria en una sola célula en cebada reveló que combinaciones específicas de los candidatos JRL y DIR de Arabidopsis redujeron el éxito de penetración del oídio de la cebada. Sorprendentemente, uno de estos pares, JAX1 y DIR19, está codificado por genes ubicados uno al lado del otro en el cromosoma uno. Sin embargo, al utilizar variación natural y analizar ecotipos de Arabidopsis que expresan versiones completas o truncadas de JAX1, la presencia/ausencia de la proteína JAX1 de longitud completa no pudo correlacionarse con la resistencia al hongo del oídio. Además, un análisis de los candidatos adicionales de JRL y DIR en un ensayo de complementación bi-fluorescente no reveló interacción directa de estos pares JRL/DIR. Dado que las plantas transgénicas de Arabidopsis que expresan JAC1-GFP tampoco mostraron una resistencia aumentada, se concluyó que la resistencia mediada por las actividades sinérgicas de las proteínas DIR y JRL es específica para miembros de Poaceae, al menos en lo que respecta a la resistencia contra el oídio. Arabidopsis carece de los componentes esenciales de la vía de resistencia dependiente de DIR-JRL.
Descripción
Las monocotJRLs son proteínas específicas de Poaceae de dos dominios que consisten en una lectina relacionada con jacalina (JRL) y un dominio dirigent (DIR) que participan en múltiples procesos de desarrollo, incluida la resistencia a enfermedades. Para JAC1, un monocotJRL del arroz, se ha confirmado que la expresión constitutiva en plantas transgénicas de arroz o cebada facilita una resistencia a enfermedades de amplio espectro. En este proceso, ambos dominios de JAC1 actúan de manera cooperativa, como lo evidencian los experimentos con proteínas que contienen dominios JRL o DIR artificialmente separados. Curiosamente, estas proteínas quiméricas no evolucionaron en plantas dicotiledóneas. En cambio, están presentes proteínas con un solo dominio JRL, múltiples dominios JRL o dominios JRL fusionados a dominios distintos de los dominios DIR. En este estudio, queríamos probar si la función cooperativa de las proteínas JRL y DIR que conduce a la resistencia a patógenos se conservaba en la planta dicotiledónea. En Arabidopsis, identificamos 50 proteínas JRL y 24 proteínas DIR, respectivamente, de las cuales se seleccionaron siete candidatos de JRL de un solo dominio y dos candidatos de DIR de un solo dominio. Un ensayo de expresión génica transitoria en una sola célula en cebada reveló que combinaciones específicas de los candidatos JRL y DIR de Arabidopsis redujeron el éxito de penetración del oídio de la cebada. Sorprendentemente, uno de estos pares, JAX1 y DIR19, está codificado por genes ubicados uno al lado del otro en el cromosoma uno. Sin embargo, al utilizar variación natural y analizar ecotipos de Arabidopsis que expresan versiones completas o truncadas de JAX1, la presencia/ausencia de la proteína JAX1 de longitud completa no pudo correlacionarse con la resistencia al hongo del oídio. Además, un análisis de los candidatos adicionales de JRL y DIR en un ensayo de complementación bi-fluorescente no reveló interacción directa de estos pares JRL/DIR. Dado que las plantas transgénicas de Arabidopsis que expresan JAC1-GFP tampoco mostraron una resistencia aumentada, se concluyó que la resistencia mediada por las actividades sinérgicas de las proteínas DIR y JRL es específica para miembros de Poaceae, al menos en lo que respecta a la resistencia contra el oídio. Arabidopsis carece de los componentes esenciales de la vía de resistencia dependiente de DIR-JRL.