تأثیر GR24، یک ترکیب مصنوعی مشابه با استریگولاکتون‌ها، بر فعالیت‌های فیزیولوژیکی و ریخت‌شناختی Ustilago maydis

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسنده

نویسنده

چکیده

Ustilago maydisاز شاخه بازیدیومیکوت‌ها و عامل بیماری مخرب سیاهک عمومی ذرت و سورگوم می‌باشد. این‌گونه در طول چرخه زندگی خود دارای مراحل مختلف هاپلوئید، دیکاریوتیک و دیپلوئید است. در اثر تلاقی بین دو سلول هاپلوئید سازگار روی سطح برگ مرحله دیکاریوتیک ایجاد می‌شود که قادر به بیماری‌زایی در گیاه می‌باشد. اگر چهU. maydis از طریق اندام‌های هوایی و ریشه قادر به نفوذ است ولی علایم بیماری تنها روی اندام‌های هوایی ظاهر می‌شود. با توجه به اینکه ترشحات ریشه نقش بسیار مهمی در تعاملات بین گیاه و سایر میکروارگانیسم‌ها دارد در این مطالعه نقش GR24 (یک ماده شیمیایی مشابه با استریگولاکتونها) در تحریک فعالیت‌های فیزیولوژیک و ریخت‌شناسی  U. maydisبررسی شد. با استفاده از روش‌های مختلف اندازه‌گیری تنفس سلولی میزان تغییرات تنفس سلولی بعد از تحریک سویه‌های مختلف U. maydis با GR24 اندازه‌گیری شد. مشاهدات ما نشان داد که یک ساعت بعد از تحریک، میزان تنفس سلولی 11 درصد افزایش یافت اما بعد از سه و پنج ساعت تحریک، میزان تنفس سلولی به‌ترتیب به میزان هشت و پنج درصد کاهش یافت که این کاهش می‌تواند به‌علت آثار سم‌زدایی قارچ در برخورد با مولکول خارجی باشد. میزان بیان تعدادی از ژن‌های دخیل در بیوتروفی و تنفس سلولی با استفاده از روش Real-time PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که بیان ژن‌های تنفس سلولی در سلول‌های تحریک شده با GR24 نسبت به شاهد افزایش یافت. با این حال GR24 تأثیری در تغییر شکل ظاهری و تبدیل حالت مخمری به فاز میسلیومی سویه ‌هاپلوئیدU. maydis نداشت. این مولکول با افزایش تنفس سلولی می‌تواند در نفوذپذیری قارچ به ریشه و واکنش‌های دفاعی گیاه مؤثر باشد ولی نقشی در بیماری‌زایی قارچ ایفا نمی‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

EFFECT OF GR24, A SYNTHETIC ANALOG OF STRIGOLACTONES, ON PHYSIOLOGICAL AND MORPHOLOGICAL ACTIVITIES OF Ustilago maydis

نویسنده [English]

  • S. K. SABAGH
چکیده [English]

The Basidiomycetes fungi U. maydis is the causal agent of head smut of maize and sorghum. This fungus has haploid, diploid and dikaryotic forms in its life cycle. Fusion of compatible haploid cells on leaf is required to generate dikaryon form that is capable of plant infection. Although, U. maydis can penetrate through the roots and aerial parts but the disease symptoms only appear on the aerial parts. As regards root exudates play an important role in the plant-microb intractions, in this study, the effect of GR24 (as a analogue synthesis of strigolactones) on the physiological and morphological activities of U. maydis was investigated.
Using different methods to measure cellular respiration, rates of respiratory changes after adding GR24 was measured. Our observation show that one hour after this induction, cell respiration increased 11 percent but in three and five hours cells induced respiration was found to be reduced by eight and five percent, respectively. This reduction can be due to detoxification effects of fungi in counter with exogenous molecule. Gene expression levels of some genes involved in biotrophy and cell respiratory were assayed using the Real-time PCR approach. The results show that gene expression involved in cellular respiratory was increased in induced cells by GR24 in compared to control cells. Nevertheless GR24 didn't effect on the morphological change and the yeast- mycelial form transition of haploid strain of U. maydis. This molecule could affect on root penetration and plant defense reactions by increase of cell respiration but has any role to play pathogenesis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Morphological changes
  • Cellular respiration
  • Biotrophic genes
  • GR24
  • Ustilago maydis