The role of glucosinolates in the Arabidopsis/Piriformospora indica interaction

Lyngdoh Nongbri, Pyniarlang

P. indica is a symbiotic partner in the interaction with the host Arabidopsis. The host plant benefits from the interaction by increased growth and better protection against pathogens. The following two aspects were investigated. 1 - P. indica controls the accumulation of IAOx-derived compounds in the roots of Arabidopsis. The phytoanticipin indole glucosinolate has an essential role in the initial phase of the interaction between the two symbionts, while camalexin, a phytoalexin, is required in the later phase of the interaction. The IAOx biosynthetic genes, CYP79B2 and CYP79B3 as well as the camalexin biosynthesis gene PAD3 are induced by P. indica. They are essential for establishing a beneficial symbiosis by restricting fungal colonization. 2 - I discovered the involvement of MYB28 and MYB29 in the resistance response of Arabidopsis against A. brassicae. The myb28 myb29 double mutant, which lacks aliphatic glucosinolates, responds to P. indica with growth promotion similar to the wild-type. MYB28 and MYB29 have been shown to be important in insect herbivory resistance and resistance against nonhost pathogenic bacteria and necrotrophic fungi. I found that P. indica protects Arabidopsis against root infection by A. brassicae. Furthermore, I propose that MYB28 and MYB29 play a role in induced systemic resistance. P. indica activates an induced systemic resistance response against A. brassicae leaf infection in Arabidopsis. This response is strongly reduced in the myb28 myb29 mutant. Hence, P. indica-induced systemic resistance in the leaves against A. brassicae infection requires MYB28/MYB29 and therefore aliphatic glucosinolates.

P. indica ist ein symbiotischer Partner in der Interaktion mit dem Wirt Arabidopsis. Die Wirtspflanze profitiert von der Interaktion durch verbessertes Wachstum und besseren Schutz gegen Pathogene. Folgende zwei Aspekte wurden untersucht. 1 – P. indica kontrolliert die Akkumulation von IAOx-gesteuerten Verbindungen in der Wurzel von Arabidopsis. Das Phytoanticipin Indol-Glucosinolat besitzt eine wesentliche Rolle in der ersten Phase der Interaktion zwischen den beiden Symbionten, während Camalexin, ein Phytoalexin, in der späteren Phase der Interaktion erforderlich ist. Die IAOx-Biosynthesegene, CYP79B2 und CYP79B3, sowie das Camalexin-Biosynthesegen PAD3 werden durch P. indica induziert. Die Genprodukte verhindern eine Überkolonisierung der Wurzel und sind somit wichtig für die Etablierung einer vorteilhaften Symbiose. 2 – MYB28 und MYB29 sind an der Resistenzantwort von Arabidopsis gegen A. brassicae Infektion beteiligt. Die Doppelmutante myb28 myb 29, welcher aliphatische Glucosinolat fehlen, reagiert auf P. indica bezüglich der Wachstumsförderung wie der Wildtyp. MYB28 und MYB29 sind wichtig für die Resistenz gegen Insektenfrass, die Resistenz gegen nicht wirtsspezifischer pathogener Bakterien und nekrotropher Pilze. Ich fand heraus, dass P. indica Arabidopsis gegen Wurzelinfektion durch A. brassicae schützt. Weiterhin konnte ich zeigen, dass MYB28 und MYB29 eine Rolle bei der induzierten systemischen Resistenz spielen. P. indica aktiviert eine induzierte systemische Resistenz Reaktion gegen A. brassicae in Arabidopsis Blätten. Diese Antwort ist in der myb28 myb29 Mutante stark reduziert. Folglich benötigt die P. indica-induzierte Systemresistenz in den Blättern gegen eine A. brassicae Infektion MYB28/MYB29 und demzufolge aliphatische Glucosinolat.

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Lyngdoh Nongbri, Pyniarlang: The role of glucosinolates in the Arabidopsis/Piriformospora indica interaction. 2013.

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