ビタミンB6は、ジャガイモの異なる品種と変異体の上で病気の発生時にタイトなバランスの下にあります

Vitamin B6 Is Under a Tight Balance During Disease Development by on Different Cultivars of Potato and on Mutants.

• Jamil Samsatly
• Stéphane Bayen
• Suha H Jabaji

抄録

ビタミンB6は、必須の抗酸化物質としてよく知られており、ストレス応答に役割を果たしています。しかし、植物と病原体由来のビタミンB6遺伝子の共発現は、植物と病原体の相互作用におけるビタミンB6ビタマーの機能性や耐病性への関与については、ほとんど知られていない。ここでは、ビタミンB6の病害に対する感受性レベルが異なるジャガイモ栽培品種の病害進行過程におけるビタミンB6の関与の可能性を探った。罹病しやすい品種と耐性品種では，遺伝子発現，ピリドキシン（PN）濃度，真菌バイオマスのパターンが異なることが見出された。Russet Burbank と耐病性のある cv.Chieftain.非蛍光法または蛍光法を用いた菌糸体や植物組織における活性酸素種（ROS）の蓄積は，ビタミン B6 経路のアップレギュレーションと関連しており，酸化ストレスを示していると考えられた。Russet Burbank は、VB6 含有量の減少と関連して、VB6 に感受性があった。感染前の Russet Burbank の構成 PN レベルは Chieftain と比較して 1.6 倍と有意に高かった。に感染すると，感染した組織の PN レベルは，ラセットバーバンク（1.4 倍）に比べて，チーフテン（1.7 倍）でより高くなった． 両品種のジャガイモのスプラウトに AG3 を感染させると，真菌と植物のビタミン B6 とグルタチオン転移酵素（GST）遺伝子が組織特異的に活性化された。その結果，真菌遺伝子のトランスクリプトアバンダンスは，周囲の壊死病変組織（ゾーン1）において，最小3.60（ ）から最大13.91（ ）までの範囲で有意な倍数増加を示した。一方、PCAにより、上位の植物遺伝子は、壊死性病変組織（ゾーン2）とその周辺の壊死性病変組織の両方に関連していることが示された。挑戦したシロイヌナズナ突然変異体の機能的特徴付けは、病気の進行中の植物耐性の維持におけるビタミンB6経路の役割に証拠を提供した。全体的に、我々は、ビタミンVB6の生産がタイトな制御下にあり、ジャガイモの栽培品種との相互作用の間に病気の開発の本質的な決定要因であることを示しています。

Vitamin B6 is well recognized as an essential antioxidant and plays a role in stress responses. Co-expression of plant and pathogen-derived vitamin B6 genes is critical during disease development of . However, little is known about the functionality of vitamin B6 vitamers during plant- interactions and their involvement in disease tolerance. Here, we explored the possible involvement of vitamin B6 during disease progression of potato cultivars of different susceptibility levels to . A distinct pattern of gene expression, pyridoxine (PN) concentration, and fungal biomass was found in the susceptible cv. Russet Burbank and tolerant cv. Chieftain. Accumulation of reactive oxygen species (ROS) in mycelia or plant tissues applying non-fluorescence or fluorescence methods was related to up-regulation in the vitamin B6 pathway and is indicative of oxidative stress. Russet Burbank was susceptible to , which was linked to reduced amounts of VB6 content. Prior to infection, constitutive PN levels were significantly higher in Russet Burbank by 1.6-fold compared to Chieftain. Upon infection with , PN levels in infected tissues increased more in Chieftain (1.7-fold) compared to Russet Burbank (1.4-fold). AG3 infection of potato sprouts in both cultivars significantly activates the fungal and plant vitamin B6 and glutathione--transferase (GST) genes in a tissue-specific response. Significant fold increases of transcript abundance of the fungal genes ranged from a minimum of 3.60 () to a maximum of 13.91 () in the surrounding necrotic lesion tissues (zone 1). On the other hand, PCA showed that the top plant genes and were linked to both tissues of necrotic lesions (zone 2) and their surrounding areas of necrotic lesions. Functional characterization of Arabidopsis mutants challenged with provided evidence into the role of the vitamin B6 pathway in the maintenance of plant tolerance during disease progression. Overall, we demonstrate that the production of vitamin VB6 is under tight control and is an essential determinant of disease development during the interaction of with potato cultivars.

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