Published October 27, 2021 | Version v1
Publication Open

The Wheat Wall-Associated Receptor-Like Kinase TaWAK-6D Mediates Broad Resistance to Two Fungal Pathogens Fusarium pseudograminearum and Rhizoctonia cerealis

Creators

  • 1. Institute of Crop Sciences
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
  • 4. Shandong Agricultural University

Description

The soil-borne fungi Fusarium pseudograminearum and Rhizoctonia cerealis are the major pathogens for the economically important diseases Fusarium crown rot (FCR) and sharp eyespot of common wheat (Triticum aestivum), respectively. However, there has been no report on the broad resistance of wheat genes against both F. pseudograminearum and R. cerealis. In the current study, we identified TaWAK-6D, a wall-associated kinase (WAK) which is an encoding gene located on chromosome 6D, and demonstrated its broad resistance role in the wheat responses to both F. pseudograminearum and R. cerealis infection. TaWAK-6D transcript induction by F. pseudograminearum and R. cerealis was related to the resistance degree of wheat and the gene expression was significantly induced by exogenous pectin treatment. Silencing of TaWAK-6D compromised wheat resistance to F. pseudograminearum and R. cerealis, and repressed the expression of a serial of wheat defense-related genes. Ectopic expression of TaWAK-6D in Nicotiana benthamiana positively modulated the expression of several defense-related genes. TaWAK-6D protein was determined to localize to the plasma membrane in wheat and N. benthamiana. Collectively, the TaWAK-6D at the plasma membrane mediated the broad resistance responses to both F. pseudograminearum and R. cerealis in wheat at the seedling stage. This study, therefore, concludes that TaWAK-6D is a promising gene for improving wheat broad resistance to FCR and sharp eyespot.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الفطريات التي تنقلها التربة الفيوزاريوم الكاذب والحبوب الجذرية هي العوامل الممرضة الرئيسية للأمراض المهمة اقتصاديًا تعفن تاج الفيوزاريوم (FCR) والعين الحادة للقمح الشائع (Triticum aestivum)، على التوالي. ومع ذلك، لم يكن هناك تقرير عن المقاومة الواسعة لجينات القمح ضد كل من F. Pseudograminearum و R. Cerealis. في الدراسة الحالية، حددنا TaWAK -6D، وهو كيناز مرتبط بالجدار (WAK) وهو جين ترميز موجود على الكروموسوم 6D، وأظهرنا دور مقاومته الواسع في استجابات القمح لكل من عدوى F. pseudograminearum و R. Cerealis. كان تحريض نسخة TaWAK -6D بواسطة F. pseudograminearum و R. Cerealis مرتبطًا بدرجة مقاومة القمح وكان التعبير الجيني ناتجًا بشكل كبير عن علاج البكتين الخارجي. أدى إسكات TaWAK -6D إلى إضعاف مقاومة القمح لـ F. pseudograminearum و R. Cerealis، وقمع التعبير عن سلسلة من الجينات المتعلقة بالدفاع عن القمح. أدى التعبير خارج الرحم عن TaWAK -6D في نيكوتيانا بينثاميانا إلى تعديل إيجابي للتعبير عن العديد من الجينات المتعلقة بالدفاع. تم تحديد بروتين TaWAK -6D للترجمة إلى غشاء البلازما في القمح و N. بنثاميانا. بشكل جماعي، توسط TaWAK -6D في غشاء البلازما استجابات المقاومة الواسعة لكل من F. pseudograminearum و R. الحبوب في القمح في مرحلة الشتلات. لذلك، تخلص هذه الدراسة إلى أن TaWAK -6D هو جين واعد لتحسين مقاومة القمح الواسعة لـ FCR والعين الحادة.

Translated Description (French)

Les champignons du sol Fusarium pseudograminearum et Rhizoctonia cerealis sont les principaux agents pathogènes des maladies économiquement importantes Fusarium crown rot (FCR) et pointu du blé tendre (Triticum aestivum), respectivement. Cependant, il n'y a pas eu de rapport sur la grande résistance des gènes du blé contre F. pseudograminearum et R. cerealis. Dans la présente étude, nous avons identifié TaWAK-6D, une kinase associée à la paroi (WAK) qui est un gène codant situé sur le chromosome 6D, et démontré son large rôle de résistance dans les réponses du blé à l'infection par F. pseudograminearum et R. cerealis. L'induction du transcrit TaWAK-6D par F. pseudograminearum et R. cerealis était liée au degré de résistance du blé et l'expression du gène était significativement induite par le traitement à la pectine exogène. L'inhibition de TaWAK-6D a compromis la résistance du blé à F. pseudograminearum et à R. cerealis, et a réprimé l'expression d'une série de gènes liés à la défense du blé. L'expression ectopique de TaWAK-6D chez Nicotiana benthamiana a modulé positivement l'expression de plusieurs gènes liés à la défense. La protéine TaWAK-6D a été déterminée pour se localiser à la membrane plasmique chez le blé et N. benthamiana. Collectivement, le TaWAK-6D au niveau de la membrane plasmique a médié les larges réponses de résistance à la fois à F. pseudograminearum et à R. cerealis dans le blé au stade des semis. Cette étude conclut donc que TaWAK-6D est un gène prometteur pour améliorer la résistance générale du blé au FCR et au point oculaire aigu.

Translated Description (Spanish)

Los hongos transmitidos por el suelo Fusarium pseudograminearum y Rhizoctonia cerealis son los principales patógenos de las enfermedades económicamente importantes Fusarium crown rot (FCR) y mancha ocular aguda del trigo blando (Triticum aestivum), respectivamente. Sin embargo, no ha habido ningún informe sobre la amplia resistencia de los genes del trigo contra F. pseudograminearum y R. cerealis. En el estudio actual, identificamos TaWAK-6D, una quinasa asociada a la pared (WAK) que es un gen codificante ubicado en el cromosoma 6D, y demostramos su amplio papel de resistencia en las respuestas del trigo a la infección por F. pseudograminearum y R. cerealis. La inducción del transcrito TaWAK-6D por F. pseudograminearum y R. cerealis se relacionó con el grado de resistencia del trigo y la expresión génica se indujo significativamente mediante el tratamiento con pectina exógena. El silenciamiento de TaWAK-6D comprometió la resistencia del trigo a F. pseudograminearum y R. cerealis, y reprimió la expresión de una serie de genes relacionados con la defensa del trigo. La expresión ectópica de TaWAK-6D en Nicotiana benthamiana moduló positivamente la expresión de varios genes relacionados con la defensa. Se determinó que la proteína TaWAK-6D se localiza en la membrana plasmática en trigo y N. benthamiana. En conjunto, el TaWAK-6D en la membrana plasmática mediaba las respuestas de resistencia amplia tanto a F. pseudograminearum como a R. cerealis en el trigo en la etapa de plántula. Por lo tanto, este estudio concluye que TaWAK-6D es un gen prometedor para mejorar la amplia resistencia del trigo a la FCR y a las manchas oculares agudas.

Files

pdf.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b7a942038f5e6a2174d0c48b14d1c725
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مستقبلات القمح المرتبطة بالجدار مثل كيناز TaWAK -6D تتوسط مقاومة واسعة لمسببات الأمراض الفطرية المغزلية الزائفة وحبوب الجذور
Translated title (French)
La kinase TaWAK-6D semblable au récepteur associé à la paroi du blé induit une large résistance à deux agents pathogènes fongiques Fusarium pseudograminearum et Rhizoctonia cerealis
Translated title (Spanish)
La quinasa TaWAK-6D similar al receptor asociada a la pared del trigo media una amplia resistencia a dos patógenos fúngicos Fusarium pseudograminearum y Rhizoctonia cerealis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3209814073
DOI
10.3389/fpls.2021.758196

Is supplement to
https://openalex.org/W4301004149 (Other)
https://openalex.org/W2979022328 (Other)
https://openalex.org/W259642172 (Other)
https://openalex.org/W2366359882 (Other)
https://openalex.org/W2248189981 (Other)
https://openalex.org/W2167878774 (Other)
https://openalex.org/W2089156453 (Other)
https://openalex.org/W2061697950 (Other)
https://openalex.org/W2004760134 (Other)
https://openalex.org/W154498977 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1556298714
  • https://openalex.org/W1594462371
  • https://openalex.org/W1826326021
  • https://openalex.org/W1967812646
  • https://openalex.org/W1972681722
  • https://openalex.org/W1977585849
  • https://openalex.org/W1984444442
  • https://openalex.org/W1995888996
  • https://openalex.org/W1998728564
  • https://openalex.org/W2007657714
  • https://openalex.org/W2018906775
  • https://openalex.org/W2037129273
  • https://openalex.org/W2039033470
  • https://openalex.org/W2052821301
  • https://openalex.org/W2059509235
  • https://openalex.org/W2063954122
  • https://openalex.org/W2088359680
  • https://openalex.org/W2092801457
  • https://openalex.org/W2102576507
  • https://openalex.org/W2102898536
  • https://openalex.org/W2104053071
  • https://openalex.org/W2115442818
  • https://openalex.org/W2132471904
  • https://openalex.org/W2162515800
  • https://openalex.org/W2164373860
  • https://openalex.org/W2167878774
  • https://openalex.org/W2239569636
  • https://openalex.org/W2263597132
  • https://openalex.org/W2272183946
  • https://openalex.org/W2479540212
  • https://openalex.org/W2549735977
  • https://openalex.org/W2588172573
  • https://openalex.org/W2597141161
  • https://openalex.org/W2756205991
  • https://openalex.org/W2766543582
  • https://openalex.org/W2793568943
  • https://openalex.org/W2886785109
  • https://openalex.org/W2892240482
  • https://openalex.org/W2947006100
  • https://openalex.org/W2973232040
  • https://openalex.org/W2988858388
  • https://openalex.org/W2999027133
  • https://openalex.org/W3005439945
  • https://openalex.org/W3091796128
  • https://openalex.org/W3121252437
  • https://openalex.org/W3128107329
  • https://openalex.org/W3165368794
  • https://openalex.org/W3179575483