Uprawa współrzędna i rotacyjna bananów (Musa spp.) ze szczypiorem chińskim (Allium tuberosum Rottler) zostało wykorzystane jako skuteczna metoda kontroli choroby Panama (więdnięcie Fusarium) banana w południowych Chinach. Jednak leżący u podstaw mechanizm jest nieznany. W tym badaniu wykorzystaliśmy wodne odcieki i substancje lotne z chińskiego szczypiorku do oceny ich aktywności przeciwdrobnoustrojowej na Fusarium oxysporum f. sp. cubense rasy 4 (FOC), czynnika wywołującego chorobę panamską w bananach, i zidentyfikowaliśmy działanie przeciwbakteryjne. banana i zidentyfikowano związki przeciwgrzybicze. Zarówno odcieki z liści, jak i korzeni chińskiego szczypiorku wykazywały silne hamowanie FOC, ale skoncentrowane odcieki odcieki wykazywały niższą inhibicję niż oryginalne odcieki. W zamkniętym w zamkniętym systemie substancje lotne emitowane z liści i korzeni szczypiorku chińskiego hamowały wzrost grzybni wzrost grzybni FOC. Lotne związki emitowane z nienaruszonych rosnących korzeni naśladujące środowisko naturalne hamowały kiełkowanie zarodników FOC. Zidentyfikowaliśmy pięć związków lotnych, w tym 2-metylo-2-pentenal i cztery związki siarki organicznej (trisiarczek dimetylu, disiarczek dimetylu, disiarczek dipropylu i trisiarczek dipropylu) z korzeni FOC. trisiarczek) z liści i korzeni chińskiego szczypiorku. Wszystkie te związki wykazywały działanie hamujące na FOC, ale 2-metylo-2-pentenal i trisiarczek dimetylu wykazały silniejsze hamowanie niż pozostałe trzy związki. 2-metylo-2-pentenal w stężeniu 50-100 μl/l całkowicie hamował wzrost grzybni FOC. Nasze wyniki pokazują, że przeciwgrzybicze substancje lotne uwalniane z chińskiego szczypiorku pomagają kontrolować chorobę panamską na bananach. Wnioskujemy, że uprawa współrzędna i z chińskim szczypiorkiem może kontrolować chorobę panamską i zwiększać bioróżnorodność upraw. bioróżnorodność pól uprawnych. --- TŁO: Cavendish, najczęściej uprawiana odmiana bananów, jest stosunkowo odporna na rasę 1 Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc1), która spowodowała powszechną chorobę panamską w pierwszej połowie XX wieku, ale jest podatna na tropikalną rasę 4 Foc (Foc TR4), która zagraża światowej produkcji bananów. światowej produkcji bananów. Genom diploidalnego gatunku Musa acuminata, który jest przodkiem większości który jest przodkiem większości triploidalnych odmian bananów został niedawno zsekwencjonowany. Dostępność transkryptomów bananów będzie bardzo przydatna dla poprawy adnotacji genomu banana i do badań biologicznych. Wiedza o globalnych wzorcach ekspresji genów wzorców ekspresji genów pod wpływem infekcji różnych ras Foc pomoże zrozumieć reakcje gospodarza na infekcję. WYNIKI: Próbki RNA z różnych organów odmiany Cavendish zostały połączone do głębokiego sekwencjonowania przy użyciu technologii Illumina. Analiza transkryptomu banana doprowadziła do identyfikacji ponad 842 genów, które nie zostały przypisane przez projekt genomu przez projekt genomu Musa. Duża liczba prostych polimorfizmów nukleotydowych (SNP) oraz krótkich insercji i delecji (indels) zostały zidentyfikowane na podstawie danych dane transkryptomu. Foc1 i Foc TR4 z ekspresją GFP zostały wykorzystane do monitorowania procesu infekcji. proces infekcji. Stwierdzono, że zarówno Foc1, jak i Foc TR4 są zdolne do inwazji korzeni bananowca i rozprzestrzeniać się do tkanek naczyniowych korzenia w ciągu pierwszych dwóch dni po inokulacji. inokulacji. Analiza profilowania cyfrowej ekspresji genów (DGE) ujawniła, że infekcja przez Foc1 i Foc TR4 spowodowała bardzo podobne zmiany w globalnych profilach ekspresji genów w korzeniach bananowca podczas pierwszych dwóch dni infekcji. Infekcja Foc doprowadziła do indukcji wielu dobrze znanych genów związanych z obroną. Dwa geny kodujące enzym biosyntezy etylenu oksydazę ACC i kilka genów transkrypcyjnych czynniki transkrypcyjne reagujące na etylen (ERF) były jednymi z silnie indukowanych genów genów zarówno przez Foc1, jak i Foc TR4. WNIOSKI: Zarówno Foc1, jak i Foc TR4 są w stanie rozprzestrzeniać się w systemie naczyniowym korzeni bananów podczas wczesnego procesu infekcji, a ich infekcja doprowadziła do podobne profile ekspresji genów w korzeniach bananowca. Analiza profilowania transkryptomu wskazuje, że szlaki syntezy i sygnalizacji etylenu zostały aktywowane w odpowiedzi na infekcję Foc. --- ABSTRACT Fusarium więdnięcie bananów (znane również jako choroba panamska) jest powodowane przez Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Tam, gdzie uprawiane są podatne odmiany, zarządzanie ogranicza się do stosowania wolnych od patogenów sadzonek i czystych gleb. gleb. Istnieją odporne genotypy do niektórych zastosowań, ale odporność jest nadal potrzebna. potrzebna w innych sytuacjach. W przypadku tej opornej uprawy poczyniono postępy dzięki tradycyjnym i nietradycyjnym programom doskonalenia. Choroba została po raz pierwszy w Australii w 1876 roku, ale największe szkody wyrządziła na plantacjach eksportowych w zachodnich tropikach przed 1960 rokiem. Nowy wariant, tropikalna rasa 4, zagraża handlowi, który obecnie opiera się na odmianach Cavendish i innych lokalnie lokalnie, takich jak plantany. Badania filogenetyczne wskazują, że F. oxysporum f. sp. cubense miał kilka niezależnych początków ewolucyjnych. Znaczenie Znaczenie tych wyników i przyszły wpływ tej choroby są omówione. --- Celem niniejszego badania było zbadanie reakcji roślin bananowca (odmiana Grand Naine) podczas interakcji z martwym lub żywym patogenem, Fusarium oxysporum f.sp. cubense, czynnikiem wywołującym chorobę panamską. Odpowiedź roślin oceniano pod względem indukcji aktywności enzymów markerowych związanych z obroną, a mianowicie peroksydazy (POX), oksydazy polifenolowej (PPO), β-1,3 glukanazy, chitynazy, i fenole. Interakcja rośliny z żywym patogenem spowodowała wczesną indukcja obrony w celu ograniczenia penetracji, a także przeciwdrobnoustrojowe przeciwdrobnoustrojowych. Jednak patogen pokonał obronę rośliny i spowodował chorobę. Interakcja z martwym patogenem spowodowała eskalację odpowiedzi obronnej u roślin. roślin. Później rośliny inokulowane martwym patogenem wykazywały odporność nawet na wymuszoną inokulację żywym patogenem. Wyniki uzyskane w niniejszym badaniu sugerują, że martwy patogen był w stanie wywołać reakcję obronną u roślin i zapewnić odporność na chorobę Panama po późniejszej ekspozycji. Dlatego, preparat z martwego patogenu może być potencjalnym kandydatem jako czynnik biokontroli lub szczepionkę roślinną do zwalczania choroby panamskiej. --- Choroba panamska bananów, wywoływana przez grzyba Fusarium oxysporum f. sp. cubense, jest poważnym ograniczeniem zarówno dla komercyjnej produkcji bananów, jak i upraw na własne potrzeby. uprawy na własne potrzeby. Poprzednie prace wykazały, że F. oxysporum f. sp. cubense składa się z kilku linii klonalnych, które mogą być genetycznie odległe. genetycznie odległe. W tym badaniu sprawdziliśmy, czy linie patogenu choroby Panama mają monofiletyczne pochodzenie poprzez porównanie sekwencji DNA genów jądrowych i mitochondrialnych. genów jądrowych i mitochondrialnych. Sekwencje DNA uzyskano dla czynnika elongacji translacji czynnika elongacji 1alfa i genów mitochondrialnej małej podjednostki rybosomalnego RNA dla szczepów F. oxysporum z banana, patogenicznych szczepów z innych gospodarzy i rzekomo niepatogenicznych izolatów F. oxysporum. Kladogramy dla dwóch genów były wysoce zgodne, a test jednorodności partycji wskazał, że dwa zbiory danych można połączyć. można było połączyć. Drzewo wywnioskowane z połączonego zestawu danych obejmowało pięć linii odpowiadających "F. oxysporum f. sp. cubense" z dużą dychotomią między dwoma taksonami reprezentowanymi przez szczepy najczęściej izolowane z bananów z chorobą panamską. bananów z chorobą panamską. Wyniki pokazują również, że te dwa ostatnie taksony mają znacząco różną liczbę chromosomów. Izolaty F. oxysporum zebrane jako niepatogeniczne lub patogeniczne dla innych gospodarzy, które mają bardzo podobne lub identyczne lub identyczne genotypy czynnika elongacyjnego 1alfa i małej podjednostki mitochondrialnej jako patogeny bananów, wykazały, że powodują niewielką lub żadną chorobę na bananach. Podsumowując razem, wyniki te wskazują, że choroba panamska bananów jest wywoływana przez grzyby o niezależnym pochodzeniu ewolucyjnym. --- Wykorzystując autentyczną próbkę 2-hydroksy-9-(p-hydroksyfenylo)-fenalen-1-onu, fitoaleksyny typu bananowego fitoaleksynę typu fenalenonu bananowego, zbadaliśmy jego dynamikę akumulacji podczas patogenezy roślin bananowca (Musa acuminata (AAA), Grand Nain) inokulowanych Fusarium oxysporum f.sp. cubense (FOC), Race 4, czynnikiem sprawczym choroby panamskiej. Uzyskane wyniki pokazują, że rośliny bananowca traktowane przed inokulacją wodorosiarczynem sodowym menadionu (MSB), induktorem obrony roślin, są w stanie obrony roślin, są zdolne do zmiany dynamiki akumulacji (większa ilość i szybkość biosyntezy) szybkość biosyntezy) tej fitoaleksyny bananowej, biosyntetyzowanej przez bananowca podczas patogenezy. roślinę podczas patogenezy.
Jaki jest czynnik wywołujący "chorobę panamską" dotykającą banany?
Choroba panamska bananów jest wywoływana przez grzyba Fusarium oxysporum f. sp. cubense.