Published September 25, 2020 | Version v1
Publication Open

Redox Status, JA and ET Signaling Pathway Regulating Responses to Botrytis cinerea Infection Between the Resistant Cucumber Genotype and Its Susceptible Mutant

Creators

  • 1. Northwest A&F University
  • 2. University of Haripur

Description

Botrytis cinerea is an important necrotrophic fungal pathogen with a broad host range and the ability to causing great economic losses in cucumber. However, the resistance mechanism against this pathogen in cucumber was not well understood. In this study, the microscopic observation of the spore growth, redox status measurements and transcriptome analysis were carried out after Botrytis cinerea infection in the resistant genotype No.26 and its susceptible mutant 26M. Results revealed shorter hypha, lower rate of spore germination, less acceleration of H2O2, O2-, and lower total glutathione content (GSH+GSSG) in No.26 than that in 26M, which were identified by the staining result of DAB and NBT. Transcriptome data showed that after pathogen infection, a total of 3901 and 789 different expression genes (DEGs) were identified in No.26 and 26M respectively. These DEGs were highly enriched in redox regulation pathway, hormone signaling pathway and plant-pathogen interaction pathway. The glutathione S-transferase genes, putative peroxidase gene, and NADPH oxidase were up-regulated in No.26 whereas these genes changed little in 26M after Botrytiscinerea infection. Jasmonic acid and ethylene biosynthesis and signaling pathways were distinctively activated in No.26 comparing with 26M upon infection. Much more plant defense related genes including mitogen-activated protein kinases, calmodulin, calmodulin-like protein, calcium-dependent protein kinase, and WRKY transcription factor were induced in No.26 than 26M after pathogen infection. Finally, a model was established which elucidated the resistance difference between resistant cucumber genotype and susceptible mutant after B. cinerea infection.

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

Translated Description (Arabic)

Botrytis cinerea هو أحد مسببات الأمراض الفطرية النخرية الهامة مع مجموعة واسعة من المضيفين والقدرة على التسبب في خسائر اقتصادية كبيرة في الخيار. ومع ذلك، لم تكن آلية المقاومة ضد هذا الممرض في الخيار مفهومة جيدًا. في هذه الدراسة، تم إجراء الملاحظة المجهرية لنمو البوغ وقياسات حالة الأكسدة وتحليل ترانسكريبتوم بعد عدوى بوتريتيس سينيريا في النمط الجيني المقاوم رقم 26 ومتحورته الحساسة 26 م. كشفت النتائج عن هيبا أقصر، وانخفاض معدل إنبات البوغ، وتسارع أقل من H2O2، O2 -، وانخفاض محتوى الجلوتاثيون الكلي (GSH+GSSG) في رقم 26 من ذلك في 26 م، والتي تم تحديدها من خلال نتيجة تلطيخ DAB و NBT. أظهرت بيانات ترانسكريبتوم أنه بعد العدوى الممرضة، تم تحديد ما مجموعه 3901 و 789 من جينات التعبير المختلفة (DEGs) في العدد 26 و 26 م على التوالي. كانت DEGs هذه غنية للغاية بمسار تنظيم الأكسدة ومسار الإشارات الهرمونية ومسار تفاعل مسببات الأمراض النباتية. تم زيادة تنظيم جينات الجلوتاثيون إس- ترانسفيراز، وجين البيروكسيداز المفترض، وأوكسيداز NADPH في رقم 26 في حين تغيرت هذه الجينات قليلاً في 26 مترًا بعد عدوى البوتريتيسينيريا. تم تنشيط التخليق الحيوي لحمض الجاسمونيك والإيثيلين ومسارات الإشارات بشكل مميز في رقم 26 مقارنة بـ 26 مترًا عند الإصابة. تم تحفيز المزيد من الجينات المتعلقة بالدفاع النباتي بما في ذلك كينازات البروتين المنشطة بالميتوجين، والكاليمودولين، والبروتين الشبيه بالكاليمودولين، وكيناز البروتين المعتمد على الكالسيوم، وعامل النسخ WRKY في رقم 26 أكثر من 26 متر بعد العدوى الممرضة. أخيرًا، تم إنشاء نموذج يوضح فرق المقاومة بين النمط الجيني للخيار المقاوم والمتحول الحساس بعد عدوى B. cinerea.

Translated Description (French)

Botrytis cinerea est un important agent pathogène fongique nécrotrophe avec une large gamme d'hôtes et la capacité de causer de grandes pertes économiques chez le concombre. Cependant, le mécanisme de résistance contre cet agent pathogène chez le concombre n'était pas bien compris. Dans cette étude, l'observation microscopique de la croissance des spores, les mesures de l'état redox et l'analyse du transcriptome ont été effectuées après l'infection par Botrytis cinerea dans le génotype résistant n ° 26 et son mutant sensible 26M. Les résultats ont révélé des hyphes plus courts, un taux de germination des spores plus faible, moins d'accélération de H2O2, O2- et une teneur en glutathion total (GSH+GSSG) plus faible dans le n ° 26 que dans le 26M, qui ont été identifiés par le résultat de coloration du DAB et du NBT. Les données du transcriptome ont montré qu'après l'infection par un agent pathogène, un total de 3901 et 789 gènes d'expression différents (DEG) ont été identifiés dans les gènes n ° 26 et 26M respectivement. Ces DEG étaient fortement enrichis en voie de régulation redox, voie de signalisation hormonale et voie d'interaction plante-pathogène. Les gènes de la glutathion S-transférase, le gène de la peroxydase putative et la NADPH oxydase ont été régulés à la hausse dans le n ° 26 alors que ces gènes ont peu changé dans 26M après l'infection par Botrytiscinerea. La biosynthèse et les voies de signalisation de l'acide jasmonique et de l'éthylène ont été activées de manière distincte dans le n ° 26, comparativement à 26M lors de l'infection. Beaucoup plus de gènes liés à la défense des plantes, y compris les protéines kinases activées par les mitogènes, la calmoduline, la protéine semblable à la calmoduline, la protéine kinase dépendante du calcium et le facteur de transcription WRKY, ont été induits dans le 26M après l'infection par un agent pathogène. Enfin, un modèle a été établi pour élucider la différence de résistance entre le génotype de concombre résistant et le mutant sensible après infection par B. cinerea.

Translated Description (Spanish)

Botrytis cinerea es un importante patógeno fúngico necrotrófico con una amplia gama de huéspedes y la capacidad de causar grandes pérdidas económicas en el pepino. Sin embargo, el mecanismo de resistencia contra este patógeno en el pepino no se entendía bien. En este estudio, la observación microscópica del crecimiento de esporas, las mediciones del estado redox y el análisis del transcriptoma se llevaron a cabo después de la infección por Botrytis cinerea en el genotipo resistente No.26 y su mutante susceptible 26M. Los resultados revelaron hifas más cortas, menor tasa de germinación de esporas, menor aceleración de H2O2, O2- y menor contenido total de glutatión (GSH+GSSG) en No.26 que en 26M, que se identificaron por el resultado de tinción de DAB y NBT. Los datos del transcriptoma mostraron que después de la infección por patógenos, se identificaron un total de 3901 y 789 genes de expresión diferentes (DEG) en los números 26 y 26M, respectivamente. Estos DEG estaban altamente enriquecidos en la vía de regulación redox, la vía de señalización hormonal y la vía de interacción planta-patógeno. Los genes de la glutatión S-transferasa, el supuesto gen de la peroxidasa y la NADPH oxidasa se regularon positivamente en el n .º 26, mientras que estos genes cambiaron poco en 26 minutos después de la infección por Botrytiscinerea. Las vías de señalización y biosíntesis de ácido jasmónico y etileno se activaron distintivamente en No.26 en comparación con 26M tras la infección. Se indujeron muchos más genes relacionados con la defensa de las plantas, incluidas las proteínas quinasas activadas por mitógenos, la calmodulina, la proteína similar a la calmodulina, la proteína quinasa dependiente de calcio y el factor de transcripción WRKY, en el n .º 26 que en el 26M después de la infección por patógenos. Finalmente, se estableció un modelo que dilucidó la diferencia de resistencia entre el genotipo resistente del pepino y el mutante susceptible después de la infección por B. cinerea.

Files

pdf.pdf

Files (5.6 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
md5:5cf9bb4c39bd2cfc1690aacd333cfaf6
5.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
حالة الأكسدة، JA و ET مسار الإشارات تنظيم الاستجابات لعدوى البوتريتيس cinerea بين النمط الجيني للخيار المقاوم ومتحوله الحساس
Translated title (French)
Statut redox, voie de signalisation JA et ET régulant les réponses à l'infection par Botrytis cinerea entre le génotype du concombre résistant et son mutant sensible
Translated title (Spanish)
Estado redox, vía de señalización JA y ET que regula las respuestas a la infección por Botrytis cinerea entre el genotipo resistente del pepino y su mutante susceptible

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3089120941
DOI
10.3389/fpls.2020.559070

Is supplement to
https://openalex.org/W4378837641 (Other)
https://openalex.org/W4294349461 (Other)
https://openalex.org/W4224942197 (Other)
https://openalex.org/W2953023335 (Other)
https://openalex.org/W2808413521 (Other)
https://openalex.org/W2390872072 (Other)
https://openalex.org/W2382181895 (Other)
https://openalex.org/W2351652905 (Other)
https://openalex.org/W2005742804 (Other)
https://openalex.org/W1553936826 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1486305349
  • https://openalex.org/W1529044262
  • https://openalex.org/W1576459237
  • https://openalex.org/W1770865385
  • https://openalex.org/W1958695491
  • https://openalex.org/W1962666830
  • https://openalex.org/W1964113454
  • https://openalex.org/W1964803931
  • https://openalex.org/W1975920666
  • https://openalex.org/W1976641554
  • https://openalex.org/W1981427309
  • https://openalex.org/W1981763026
  • https://openalex.org/W1984289581
  • https://openalex.org/W1989177025
  • https://openalex.org/W1989989789
  • https://openalex.org/W1992900987
  • https://openalex.org/W1995176042
  • https://openalex.org/W2002925216
  • https://openalex.org/W2005493046
  • https://openalex.org/W2017971648
  • https://openalex.org/W2021004278
  • https://openalex.org/W2033707520
  • https://openalex.org/W2033732626
  • https://openalex.org/W2034244817
  • https://openalex.org/W2042118796
  • https://openalex.org/W2042758661
  • https://openalex.org/W2043161126
  • https://openalex.org/W2043676058
  • https://openalex.org/W2053149360
  • https://openalex.org/W2055535805
  • https://openalex.org/W2058495284
  • https://openalex.org/W2059679243
  • https://openalex.org/W2061023430
  • https://openalex.org/W2061117777
  • https://openalex.org/W2061205797
  • https://openalex.org/W2063420165
  • https://openalex.org/W2066317606
  • https://openalex.org/W2071647949
  • https://openalex.org/W2073386273
  • https://openalex.org/W2073403900
  • https://openalex.org/W2094805886
  • https://openalex.org/W2097984262
  • https://openalex.org/W2098597971
  • https://openalex.org/W2099838379
  • https://openalex.org/W2102187892
  • https://openalex.org/W2112044923
  • https://openalex.org/W2112351234
  • https://openalex.org/W2114425137
  • https://openalex.org/W2117276379
  • https://openalex.org/W2117855730
  • https://openalex.org/W2118269443
  • https://openalex.org/W2118483694
  • https://openalex.org/W2119854546
  • https://openalex.org/W2122940612
  • https://openalex.org/W2124697128
  • https://openalex.org/W2132059918
  • https://openalex.org/W2137057701
  • https://openalex.org/W2139328007
  • https://openalex.org/W2139456772
  • https://openalex.org/W2142585940
  • https://openalex.org/W2144909735
  • https://openalex.org/W2148403253
  • https://openalex.org/W2151831386
  • https://openalex.org/W2155134406
  • https://openalex.org/W2157190728
  • https://openalex.org/W2164671653
  • https://openalex.org/W2164751221
  • https://openalex.org/W2171788269
  • https://openalex.org/W2203822661
  • https://openalex.org/W2240868859
  • https://openalex.org/W2407348458
  • https://openalex.org/W2416129649
  • https://openalex.org/W2476680864
  • https://openalex.org/W2478220924
  • https://openalex.org/W2561626347
  • https://openalex.org/W2566157873
  • https://openalex.org/W2737834119
  • https://openalex.org/W2750559570
  • https://openalex.org/W2775473052
  • https://openalex.org/W2777986220
  • https://openalex.org/W2805928196
  • https://openalex.org/W2886104993
  • https://openalex.org/W2888744014
  • https://openalex.org/W2907851961
  • https://openalex.org/W2914889608
  • https://openalex.org/W2920723633
  • https://openalex.org/W2926389291
  • https://openalex.org/W2937782018
  • https://openalex.org/W2945425823
  • https://openalex.org/W2949063894
  • https://openalex.org/W2952850622
  • https://openalex.org/W2954586707
  • https://openalex.org/W2967575976
  • https://openalex.org/W2972989926
  • https://openalex.org/W2975032627
  • https://openalex.org/W2975127957
  • https://openalex.org/W2975367968
  • https://openalex.org/W2986412194