Použití ergosterolu k posílení obranyschopnosti rostlin

Bc. Hana Paculová

Master's thesis

Influence of ergosterol to aktivation of defence reaction

Abstract:

Rostliny jsou při obranné reakci proti patogenům závislé na rozpoznávání látek zvaných elicitory. Navázání elicitorů na specifická vazebná místa způsobuje u rostlin charakteristické metabolické změny, které vedou k hypersenzitivní reakci zahrnující buněčnou smrt a může také vést k systémové rezistenci proti následnému napadení patogeny. Imunizace rostlin elicitory by mohla být účinnou strategií pro boj s patogenními mikroorganismy, které způsobují významné škody na úrodách. Obranyschopnost rostlin by se zvýšila přirozeným způsobem a oproti dosud používaným pesticidům byla by to ekologická a zdravotně nezávadná varianta. Ergosterol, důležitá složka buněčných membrán hub, je nespecifickým elicitorem obranné reakce. Jeho po aplikace do rostlin nezpůsobuje hypersenzitivní buněčnou smrt, ale vede v rostlinách k syntéze PR-proteinů, fytoalexinů a také ke vzniku systémové rezistence. V této studii jsem se zabývala pokusy s rostlinami tabáku (Nicotiana tabacum), ve kterých jsem se snažila pomocí ergosterolu vyvolat rezistenci proti bakterii Pseudomonas syringae pv tabaci a snažila jsem se dále zjistit, jaká koncentrace ergosterolu bude pro imunizaci nejvhodnější. Provedla jsem sérii experimentů s 500nM, 1µM, 2µM a 3µM ergosterolem a s 12nM kryptogeinem. Výsledky ukázaly, že ergosterol pomáhá navodit rezistenci rostliny proti PS, nicméně mezi jednotlivými šaržemi rostlin byla tato schopnost vysoce variabilní.

Abstract:

In a defence reaction against pathogens, plants are dependent on sensing molecules called elicitors. Binding of elicitors to specific high-affinity binding sites of plants causes a set of characteristic metabolic changes leading to the hypersensitive reaction including cell death and to systemic immunity against consequent pathogen attack. Immunization of plants with elicitors could be a powerful strategy to fight pathogens causing serious damage on crops. Plant immunity would be strengthened in the natural way and, compared to pesticides, it would be an ecological alternative and safe for health. Ergosterol, the principal component of fungal cell membranes, is a non-specific elicitor of defence reaction in plants. Elicitation of plant with ergosterol does not lead to cell death but it leads to production of PR-proteins and phytoalexins and to systemic resistance. This study deals with experiments with tobacco plants (Nicotiana tabacum) which I tried to immunize against pathogenic bacteria Pseudomonas syringae pv tabaci and I tried to find out what concentration of ergosterol would be optimal for the immunization. A set of experiments with 500nM, 1µM, 2µM and 3µM ergosterol and with 12nM cryptogein was conducted. My results show that ergosterol helps to immunize plants against PS, nevertheless, the ability to immunize plants varied a lot among individual plant sets.

Keywords

plant defense, elicitor, ergosterol, pseudomonas, nicotiana, plant immunity, rostlinná obrana

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2010
• Supervisor: doc. Mgr. Tomáš Kašparovský, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry