グルコシノレートプロファイルを変化させると、植物の耐病性が調節されます

植物疾患は、農業における作物の損失の主要な要因です。ここでは、単一のCYP79遺伝子の導入の結果として、高レベルの新規グルコシノレート（GSS）を持つシロイヌナズナ植物が耐性耐性の変化を示すことを示しています。Arabidopsis expressing CYP79D2 from cassava accumulated aliphatic isopropyl and methylpropyl GS, and showed enhanced resistance against the bacterial soft-rot pathogen Erwinia carotovora, whereas Arabidopsis expressing the sorghum CYP79A1 or over-expressing the endogenous CYP79A2 accumulated p-hydroxybenzyl or benzyl GS, respectively, and細菌の病原体シュードモナスシリンギに対する耐性の増加を示した。GS分解生成物の直接的な毒性効果に加えて、芳香族GSSの蓄積の増加は、真菌の代替菌のブラシコラに対する感受性の強化された増加したように、ジャスモン酸依存性防御を抑制しながら、サリチル酸を介した防御を刺激することが示されました。修正されたGSプロファイルを備えたシロイヌナズナは、個々のGSSの生物学的効果を評価するための重要なツールを提供し、それにより、合わせた耐病性を備えた植物の生成のためのバイオテクノロジーツールとしての可能性を示します。

Plant diseases are major contributing factors for crop loss in agriculture. Here, we show that Arabidopsis plants with high levels of novel glucosinolates (GSs) as a result of the introduction of single CYP79 genes exhibit altered disease resistance. Arabidopsis expressing CYP79D2 from cassava accumulated aliphatic isopropyl and methylpropyl GS, and showed enhanced resistance against the bacterial soft-rot pathogen Erwinia carotovora, whereas Arabidopsis expressing the sorghum CYP79A1 or over-expressing the endogenous CYP79A2 accumulated p-hydroxybenzyl or benzyl GS, respectively, and showed increased resistance towards the bacterial pathogen Pseudomonas syringae. In addition to the direct toxic effects of GS breakdown products, increased accumulation of aromatic GSs was shown to stimulate salicylic acid-mediated defenses while suppressing jasmonate-dependent defenses, as manifested in enhanced susceptibility to the fungus Alternaria brassicicola. Arabidopsis with modified GS profiles provide important tools for evaluating the biological effects of individual GSs and thereby show potential as biotechnological tools for the generation of plants with tailor-made disease resistance.