Published November 11, 2019
| Version v1
Publication
Open
Stress-Activated Protein Kinase OsSAPK9 Regulates Tolerance to Salt Stress and Resistance to Bacterial Blight in Rice
- 1. Institute of Crop Sciences
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Yunnan University
- 4. Anhui Agricultural University
Description
Salt stress and bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) are key limiting factors of rice (Oryza sativa L.) yields. Members of sucrose non-fermenting 1 (SNF1)-related protein kinase 2 (SnRK2), which is a family of plant-specific Ser/Thr kinases, are important components of signaling pathways involved in plant developmental processes and responses to stresses. There are 10 members of the SnRK2 family in rice; however, their functions are poorly understood, as are the underlying molecular mechanisms.In this study, we found that OsSAPK9, which belongs to the SnRK2 family, positively regulated salt-stress tolerance and strain-specific resistance to bacterial blight in rice. RNA sequencing revealed that there were 404 and 1324 genes differentially expressed in OsSAPK9-RNAi in comparison with wild-type plants under salt-stress conditions and after Xoo inoculation, respectively, which participate in basic metabolic processes. In total, 65 common differentially expressed genes involved mainly in defense responses were detected both under salt-stress conditions and after Xoo inoculation. Moreover, in vivo and in vitro experiments demonstrated that OsSAPK9 forms a protein complex with the molecular chaperones OsSGT1 and OsHsp90, and transgenic plants overexpressing OsSGT1 exhibited decreased tolerances to salt stress and significantly increased resistance levels to bacterial blight. Thus, OsSAPK9 may function as a center node regulator of salt-stress responses and disease-resistance pathways through its interaction with OsSGT1 in rice.This study confirms that OsSAPK9 functions as a positive regulator of salt-stress responses and disease resistance through its interaction with OsSGT1 in rice.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد إجهاد الملح والآفة البكتيرية الناجمة عن زانثوموناس أوريزاي بي في أوريزاي (شو) من العوامل الرئيسية المقيدة لمحصول الأرز (أوريزا ساتيفا إل). يعد أعضاء بروتين كيناز 2 المرتبط بالسكروز غير المخمر 1 (SNF1)، وهي عائلة من كينازات SER/THR الخاصة بالنبات، مكونات مهمة لمسارات الإشارات المشاركة في عمليات نمو النبات والاستجابات للضغوط. هناك 10 أفراد من عائلة SnRK2 في الأرز ؛ ومع ذلك، فإن وظائفهم غير مفهومة بشكل جيد، وكذلك الآليات الجزيئية الأساسية. في هذه الدراسة، وجدنا أن OsSAPK9، الذي ينتمي إلى عائلة SnRK2، ينظم بشكل إيجابي تحمل الإجهاد الملحي ومقاومة سلالة محددة للآفة البكتيرية في الأرز. كشف تسلسل الحمض النووي الريبي أن هناك 404 و 1324 جينًا تم التعبير عنها بشكل تفاضلي في OsSAPK9 - RNAi مقارنة بالنباتات البرية في ظل ظروف الإجهاد الملحي وبعد تلقيح Xoo، على التوالي، والتي تشارك في عمليات التمثيل الغذائي الأساسية. في المجموع، تم الكشف عن 65 جينًا شائعًا تم التعبير عنها بشكل تفاضلي تشارك بشكل أساسي في الاستجابات الدفاعية في ظل ظروف الإجهاد الملحي وبعد تلقيح شو. علاوة على ذلك، أظهرت التجارب في الجسم الحي وفي المختبر أن OsSAPK9 يشكل مركبًا بروتينيًا مع الوصيفات الجزيئية OsSGT1 و OsHsp90، وأظهرت النباتات المعدلة وراثيًا التي تبالغ في التعبير عن OsSGT1 انخفاضًا في تحمل إجهاد الملح وزيادة كبيرة في مستويات المقاومة للآفة البكتيرية. وبالتالي، قد يعمل OsSAPK9 كمنظم مركزي لاستجابات الإجهاد الملحي ومسارات مقاومة الأمراض من خلال تفاعله مع OsSGT1 في الأرز. تؤكد هذه الدراسة أن OsSAPK9 يعمل كمنظم إيجابي لاستجابات الإجهاد الملحي ومقاومة الأمراض من خلال تفاعله مع OsSGT1 في الأرز.Translated Description (French)
Le stress salin et la brûlure bactérienne causée par Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) sont des facteurs limitatifs clés des rendements du riz (Oryza sativa L.). Les membres de la protéine kinase 2 (SnRK2)liée au saccharose non fermentante 1 (SNF1), qui est une famille de Ser/Thr kinases spécifiques aux plantes, sont des composants importants des voies de signalisation impliquées dans les processus de développement des plantes et les réponses aux stress. Il y a 10 membres de la famille SnRK2 dans le riz ; cependant, leurs fonctions sont mal comprises, tout comme les mécanismes moléculaires sous-jacents. Dans cette étude, nous avons constaté que OsSAPK9, qui appartient à la famille SnRK2, régulait positivement la tolérance au stress salin et la résistance spécifique à la souche au mildiou bactérien dans le riz. Le séquençage de l'ARN a révélé qu'il y avait 404 et 1324 gènes exprimés différemment dans OsSAPK9-RNAi par rapport aux plantes de type sauvage dans des conditions de stress salin et après inoculation de Xoo, respectivement, qui participent aux processus métaboliques de base. Au total, 65 gènes communs exprimés de manière différentielle et impliqués principalement dans les réponses de défense ont été détectés à la fois dans des conditions de stress salin et après l'inoculation de Xoo. De plus, des expériences in vivo et in vitro ont démontré que OsSAPK9 forme un complexe protéique avec les chaperons moléculaires OsSGT1 et OsHsp90, et que les plantes transgéniques surexprimant OsSGT1 présentaient des tolérances réduites au stress salin et des niveaux de résistance significativement accrus au mildiou bactérien. Ainsi, OsSAPK9 peut fonctionner comme un régulateur de nœud central des réponses au stress salin et des voies de résistance aux maladies grâce à son interaction avec OsSGT1 dans le riz. Cette étude confirme que OsSAPK9 fonctionne comme un régulateur positif des réponses au stress salin et de la résistance aux maladies grâce à son interaction avec OsSGT1 dans le riz.Translated Description (Spanish)
El estrés salino y el tizón bacteriano causado por Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) son factores limitantes clave de los rendimientos de arroz (Oryza sativa L.). Los miembros de la proteína quinasa 2 relacionada con la sacarosa no fermentadora 1 (SNF1) (SnRK2), que es una familia de quinasas Ser/Thr específicas de la planta, son componentes importantes de las vías de señalización involucradas en los procesos de desarrollo de la planta y las respuestas al estrés. Hay 10 miembros de la familia SnRK2 en el arroz; sin embargo, sus funciones son poco conocidas, al igual que los mecanismos moleculares subyacentes. En este estudio, encontramos que OsSAPK9, que pertenece a la familia SnRK2, reguló positivamente la tolerancia al estrés salino y la resistencia específica de la cepa al tizón bacteriano en el arroz. La secuenciación del ARN reveló que había 404 y 1324 genes expresados diferencialmente en OsSAPK9-ARNi en comparación con las plantas de tipo salvaje en condiciones de estrés salino y después de la inoculación de Xoo, respectivamente, que participan en los procesos metabólicos básicos. En total, se detectaron 65 genes comunes expresados diferencialmente implicados principalmente en las respuestas de defensa tanto en condiciones de estrés salino como después de la inoculación de Xoo. Además, los experimentos in vivo e in vitro demostraron que OsSAPK9 forma un complejo proteico con las chaperonas moleculares OsSGT1 y OsHsp90, y las plantas transgénicas que sobreexpresan OsSGT1 exhibieron tolerancias disminuidas al estrés salino y niveles de resistencia significativamente mayores al tizón bacteriano. Por lo tanto, OsSAPK9 puede funcionar como un regulador del nodo central de las respuestas al estrés salino y las vías de resistencia a las enfermedades a través de su interacción con OsSGT1 en el arroz. Este estudio confirma que OsSAPK9 funciona como un regulador positivo de las respuestas al estrés salino y la resistencia a las enfermedades a través de su interacción con OsSGT1 en el arroz.Files
s12284-019-0338-2.pdf
Files
(4.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:260f3d719af7a17875b942bb7bf68319
|
4.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- كيناز البروتين المنشط بالإجهاد OsSAPK9 ينظم التسامح مع إجهاد الملح ومقاومة الآفة البكتيرية في الأرز
- Translated title (French)
- La protéine kinase activée par le stress OsSAPK9 régule la tolérance au stress salin et la résistance à la brûlure bactérienne du riz
- Translated title (Spanish)
- La proteína quinasa activada por estrés OsSAPK9 regula la tolerancia al estrés salino y la resistencia al tizón bacteriano en el arroz
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2985435051
- DOI
- 10.1186/s12284-019-0338-2
References
- https://openalex.org/W1485435486
- https://openalex.org/W1521975722
- https://openalex.org/W1577292085
- https://openalex.org/W1980195730
- https://openalex.org/W1983749867
- https://openalex.org/W1985212818
- https://openalex.org/W1995764662
- https://openalex.org/W2001734757
- https://openalex.org/W2005304591
- https://openalex.org/W2008856137
- https://openalex.org/W2024987320
- https://openalex.org/W2028254759
- https://openalex.org/W2028966970
- https://openalex.org/W2052599054
- https://openalex.org/W2059516064
- https://openalex.org/W2067591734
- https://openalex.org/W2068032653
- https://openalex.org/W2068577397
- https://openalex.org/W2072285646
- https://openalex.org/W2087815700
- https://openalex.org/W2098188021
- https://openalex.org/W2098567697
- https://openalex.org/W2103113257
- https://openalex.org/W2104990469
- https://openalex.org/W2113076963
- https://openalex.org/W2121599969
- https://openalex.org/W2122891806
- https://openalex.org/W2124985265
- https://openalex.org/W2136267863
- https://openalex.org/W2138883423
- https://openalex.org/W2149221950
- https://openalex.org/W2155900907
- https://openalex.org/W2160968077
- https://openalex.org/W2165463056
- https://openalex.org/W2169115409
- https://openalex.org/W2169426205
- https://openalex.org/W2169934732
- https://openalex.org/W2171176802
- https://openalex.org/W2173163031
- https://openalex.org/W2206860196
- https://openalex.org/W2221787804
- https://openalex.org/W2320406884
- https://openalex.org/W2463986783
- https://openalex.org/W2465047618
- https://openalex.org/W2568275728
- https://openalex.org/W2583735774
- https://openalex.org/W2606861160
- https://openalex.org/W2616768283
- https://openalex.org/W2625751022
- https://openalex.org/W2626960338
- https://openalex.org/W2744130994
- https://openalex.org/W2759612112
- https://openalex.org/W2770615753
- https://openalex.org/W2793326465
- https://openalex.org/W2802007956