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Title
Examination of biochemical parameters in the incompatible host-pathogen interaction between Sinapis alba and Pseudomonas syringae pv. tabaci / submitted by Thomas Rauter, BSc
AuthorRauter, Thomas
CensorMüller, Maria
PublishedGraz, May 2017
Description81 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2017
Annotation
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
LanguageEnglish
Document typeMaster Thesis
Keywords (GND)Weißer Senf / Wechselwirkung / Pseudomonas syringae / Pathogenese
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-113580 Persistent Identifier (URN)
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Examination of biochemical parameters in the incompatible host-pathogen interaction between Sinapis alba and Pseudomonas syringae pv. tabaci [13.43 mb]
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Abstract (German)

Die Interaktionen zwischen Pflanzen und potentiellen mikrobiellen Pathogenen erfordern ständige Anpassungen auf molekularer Ebene, auf der zahlreiche Parameter pflanzliche Abwehrmechanismen steuern. Ob das Immunsystem der Pflanze in der Lage ist, die Ausbildung einer Krankheit zu verhindern, hängt von den Interaktionspartnern ab. In diesem Projekt werden die molekularen Kontrollsysteme höherer Pflanzen in inkompatiblen Wirt-Pathogen-Beziehungen erforscht. Die Pflanzen sind hierbei nicht empfindlich gegenüber dem Pathogen. Um mehr über die Regulationsmechanismen in diesen Interaktionen herauszufinden, werden Veränderungen in biochemischen Profilen von Blättern des Weißen Senfs (Sinapis alba) nach Infiltration mit dem avirulenten Pathogen Pseudomonas syringae pv. tabaci (Pst) untersucht. Biochemische Parameter, die auf eine erfolgreiche Pathogenabwehr hinweisen, stehen dabei im Fokus. Dabei handelt es sich um Moleküle, die in oxidativen Stressreaktionen involviert sind, sowie Phytohormone und die für Brassicaceae typischen Glucosinolate. An der Infiltrationsstelle von Pst-behandelten Pflanzen treten braune Verfärbungen auf, Kontrollpflanzen sind in ihrem Phänotyp hingegen nicht beeinflusst. Dies deutet auf eine vom Bakterium ausgelöste „hypersensitive response“ (HR) hin. Während einige der untersuchten Analyten keine signifikanten Unterschiede zwischen Kontroll- und Pst- behandelten Pflanzen zeigen, weisen andere auf typische Abwehrreaktionen der Pflanzen gegen avirulente Erreger hin. Unregelmäßigkeiten in Profilen antioxidativer Substanzen lassen auf ein mögliches Ungleichgewicht im Redox-Haushalt schließen. Erhöhte Salicylsäure-Werte unterstützen die Hypothese einer HR und möglicherweise der Ausbildung einer „systemic acquired resistance“ (SAR). Die Ergebnisse können dabei helfen, die Schlüsselelemente der pflanzlichen Abwehrregulation in Sinapis alba zu identifizieren und die Mechanismen in inkompatiblen Wirt-Pathogen-Beziehungen besser zu verstehen.

Abstract (English)

The interactions between plants and potential microbial pathogens require constant adjustments on the molecular level, where various parameters control the plants defence mechanisms. Whether the immune system is able to successfully prevent disease or not strongly depends on the interacting partners. In this approach, the molecular control systems of higher plants in incompatible host-pathogen interactions are examined. This means, the plant is non-susceptible to the pathogen. In order to get a deeper insight into how this kind of interaction is regulated the changes in the biochemical profile of Sinapis alba (white mustard) leaves upon infiltration with the avirulent pathogen Pseudomonas syringae pv. tabaci (Pst) are examined. The approach focuses on biochemical parameters that indicate a successful defence of the plant immune system against the bacterium. These parameters include molecules involved in oxidative stress reactions, numerous phytohormones as well as glucosinolates that are typical for Brassicaceae. Brown discolourations occur around the infiltration site of the Pst-treated leaves, control plants are not affected in their phenotype. This finding suggests that a hypersensitive response (HR) is triggered by the bacterium. While some of the molecules of interest do not show any significant difference between control and Pst-treated plants, others clearly indicate typical plant defence reactions against avirulent pathogens. Furthermore, some irregularities in antioxidants may indicate an imbalance in the plants redox-state. Enhanced amounts of salicylic acid support the hypothesis of an HR and suggest that a systemic acquired resistance (SAR) might also be triggered. These results are equally helpful in finding the key players involved in mediating defence in Sinapis alba and valuable for a better understanding of the general mechanisms behind incompatible host- pathogen interactions.

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