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Molecular Characterization of Coumaroyl Tyramine and Coumaroyl Tryptamine upon Pathogen Infection in Arabidopsis 원문보기

  • 저자

    메코이 도나 메리

  • 학위수여기관

    경상대학교 대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    약학과

  • 지도교수

    Professor Min Gab Kim

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    90 p.

  • 키워드

    coumaroyl tyramine coumaroyl tryptamine pathogen Arabidopsis plant immunity;

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13534201&outLink=K  

  • 초록

    쿠마로일 티라민(coumaroyl tyramine, CT)과 쿠마로일 트립타민(coumaroyl tryptamine, CTr)은 중성 하이드록시시남산 아미드(hydroxycinnamic acid amides, HCAA)의 일종으로, 병원균 침입 시 식물 내에서 과량 생산되어 축적된다. 본 연구는 HCAA 중 CT와 CTr이 식물의 선천면역체계에 미치는 영향을 밝히고자 수행되었다. 애기장대(Arabidopsis thaliana) 잎을 활물기생성 호환균인 꽃썩음병 세균 슈도모나스 시링개(Pseudomonas sytingae pv. Tomato DC3000, Pto)와 사물기생균인 무름병 세균 어위니아 카로토보라(Erwinia carotovora)에 침윤(infiltration)시켰을 때, 24시간 후에 CT가 애기장대 잎에 축적되는 것을 확인하였다. 그러나 AvrRpm1을 발현하는 비호환균인 Pto(AvrRpm1)은 CT를 축적시키지 않았다. 이에, HCAA가 식물의 선천면역체계에서 수행하는 역할의 분자적 기작을 밝히는 연구를 수행하였다. CT와 CTr 모두 식물 내에 PATHGENESIS-RELATED 1 (PR1)의 축적을 유도하였으나, 호환성 및 비호환성 활물기생균에 대한 식물의 저항성에는 유의한 영향을 미치지 않았다. 반면, Ctr이 사물기생균인 E. carotovora에 대한 식물의 감수성을 증가시키는 것으로 나타났다. 애기장대에 CT와 CTr을 주입하였을 때 병원균 감염 여부와 관계없이 칼로스(callose)가 축적되는 것으로 나타났다. 또한, CT와 CTr에 의해 유도된 칼로스 축적에는 세균의 FLS2와 제 3형 분비계가 관여하지 않았다. 살리실산 생산이 억제된 애기장대에서는 칼로스 축적량이 증가하였으나, 에틸렌 신호체계에 관여하는 단백질의 생성을 억제한 변이에서는 칼로스 축적량이 감소하였다. 본 연구결과는, 에틸렌 신호체계가 CT와 CTr이 유도하는 칼로스 축적에 관여하여 병원균에 대한 식물의 선천면역체계에 기여하는 반면, 살리실산은 이러한 반응에 관여하지 않음을 시사한다.


    Coumaroyl tyramine (CT) and coumaroyl tryptamine (CTr) are neutral hydroxycinnamic acid amides (HCAA) which accumulate in plants in response to pathogen attack. This study showed that inoculation of Arabidopsis thaliana leaves with strains of Pseudomonas syringae pv. tomato (Pto) DC3000 and Erwinia carotovora led to an accumulation of CT 24-hour postinoculation. In contrast, the incompatible interaction with Pto DC3000 expressing AvrRpm1 gene failed to elicit the production of CT. With HCAA accumulation and known importance , the molecular mechanism of its role in plant innate immunity system is further investigated in this study. Both CT and CTr led to accumulation of PATHOGENESIS-RELATED 1 (PR1) protein. However, CT and CTr had no significant effect on resistance against biotrophic bacterial infection in both compatible and incompatible plant-pathogen interactions. Nonetheless, CTr revealed significant role in increased plant susceptibility against necrotrophic bacteria Erwinia carotovora. Exogenous application of CT and CTr induced callose deposition in both the absence and presence of pathogen infection. In addition, CT- and CTr- induced callose deposition was not related to FLS2 and Type III secretion system. More callose deposition was detected in salicylic acid induction-deficient A. thaliana mutants but less in mutants responsible for ethylene signaling. These results suggest that ethylene signaling is possibly related to CT- and CTr-induced callose deposition contributing to plant innate immunity against pathogens, whereas salicylic acid might not be required for this response.


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