Особенности иммунных реакций в листьях и клубнях растений Solanum tuberosum при заражении бактериями Pectobacterium versatile

Авторы

  • Анастасия Вячеславовна Колубако Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Надежда Александровна Григорьева Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Екатерина Викторовна Шруб Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Евгений Артурович Николайчик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

молекулярная фитопатология, Solanum tuberosum, Pectobacterium versatile, гормональная регуляция иммунитета растений
Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Б24М-035) и Министерства образования Республики Беларусь (№ гос. регистрации 20241129).

Аннотация

Проанализированы паттерны экспрессии генов основных компонентов гормональной регуляции в листьях и клубнях растений картофеля при внедрении бактерий Pectobacterium versatile в целях выявления зависимых от гормонального статуса механизмов иммунной защиты. На основе данных об экспрессии генов биосинтеза абсцизовой кислоты высказано предположение о том, что количество активной формы этой кислоты снижается. Отмечено подавление экспрессии жасмонатзависимых генов. Показано, что этилензависимые транскрипционные факторы экспрессируются разнонаправленно в листьях и клубнях растений картофеля.

Биографии авторов

  • Анастасия Вячеславовна Колубако, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    заведующий научно-исследовательской лабораторией трансгенных растений кафедры молекулярной биологии биологического факультета

  • Надежда Александровна Григорьева, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    студентка биологического факультета. Научный руководитель – А. В. Колубако

  • Екатерина Викторовна Шруб, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории трансгенных растений кафедры молекулярной биологии биологического факультета

  • Евгений Артурович Николайчик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат биологических наук, доцент; заведующий кафедрой молекулярной биологии биологического факультета

Библиографические ссылки

  1. Бабицкая ЕВ, Песнякевич АГ, Николайчик ЕА. Характеристика мутантов бактерий Erwinia carotovora subsp. atroseptica 3-2 с нарушенной секрецией пектатлиазы. Прикладная биохимия и микробиология. 1995;31(4):447–452. EDN: OSSJID.
  2. Hogan CS, Mole BM, Grant SR, Willis DK, Charkowski AO. The type III secreted effector DspE is required early in Solanum tuberosum leaf infection by Pectobacterium carotovorum to cause cell death, and requires Wx(3–6)D/E motifs. PLoS One. 2013;8(6):e65534. DOI: 10.1371/journal.pone.0065534.
  3. Бадалян ОА, Николайчик ЕА. Рецепторподобные киназы RLK2 и RLK5 Nicotiana benthamiana участвуют в регуляции экспрессии генов ключевых компонентов иммунной системы растения при контакте с Pectobacterium carotovorum. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2014;4:75–80. EDN: TRPIQT.
  4. Бадалян ОА, Николайчик ЕА. Участие MAP-киназ WIPK и SIPK растений Nicotiana benthamiana в детекции фитопатогена Pectobacterium carotovorum. Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2013;57(6):75–81. EDN: WIQWTH.
  5. Колубако АВ, Николайчик ЕА. Транскрипционный фактор WRKY65 участвует в регуляции иммунного ответа растений картофеля на Pectobacterium versatile. Молекулярная и прикладная генетика. 2021;31:83–92. DOI: 10.47612/1999-9127-2021-31-83-92.
  6. Coleman WK, King RR. Changes in endogenous abscisic acid, soluble sugars and proline levels during tuber dormancy in Solanum tuberosum L. American Potato Journal. 1984;61(8):437–449. DOI: 10.1007/BF02852813.
  7. Wang Z, Ma R, Zhao M, Wang F, Zhang N, Si H. NO and ABA interaction regulates tuber dormancy and sprouting in potato. Frontiers in Plant Science. 2020;11:311. DOI: 10.3389/fpls.2020.00311.
  8. Tosetti R, Waters A, Chope GA, Cools K, Alamar MC, McWilliam S, et al. New insights into the effects of ethylene on ABA catabolism, sweetening and dormancy in stored potato tubers. Postharvest Biology and Technology. 2021;173:111420. DOI: 10.1016/j.postharvbio.2020.111420.
  9. Han Xiaozhen, Shao Shuai, Han Xiaocui, Zhang Yurong. Preparation and characterization of methyl jasmonate microcapsules and their preserving effects on postharvest potato tuber. Molecules. 2022;27(15):4728. DOI: 10.3390/molecules27154728.
  10. Kolachevskaya OO, Lomin SN, Arkhipov DV, Romanov GA. Auxins in potato: molecular aspects and emerging roles in tuber formation and stress resistance. Plant Cell Reports. 2019;38(6):681–698. DOI: 10.1007/s00299-019-02395-0.
  11. Engelbrecht L, Bielińska-Czarnecka M. Increase of cytokinin activity in potato tubers near the end of dormancy. Biochemie und Physiologie der Pflanzen. 1972;163(5):499–504. DOI: 10.1016/S0015-3796(17)31276-3.
  12. Alexopoulos AA, Aivalakis G, Akoumianakis KA, Passam HC. Effect of gibberellic acid on the duration of dormancy of potato tubers produced by plants derived from true potato seed. Postharvest Biology and Technology. 2008;49(3):424–430. DOI: 10.1016/j.postharvbio.2008.02.009.
  13. Weirauch MT, Yang A, Albu M, Cote AG, Alejandro Montenegro-Montero A, Drewe P, et al. Determination and inference of eukaryotic transcription factor sequence specificity. Cell. 2014;158(6):1431–1443. DOI: 10.1016/j.cell.2014.08.009.
  14. Bailey TL, Gribskov M. Combining evidence using p-values: application to sequence homology searches. Bioinformatics. 1998;14(1):48 –54. DOI: 10.1093/bioinformatics/14.1.48.
  15. Hoegen E, Strömberg A, Pihlgren U, Kombrink E. Primary structure and tissue-specific expression of the pathogenesis-related protein PR-1b in potato. Molecular Plant Pathology. 2002;3(5):329 –345. DOI: 10.1046/j.1364-3703.2002.00126.x.
  16. Lincoln JE, Sanchez JP, Zumstein K, Gilchrist DG. Plant and animal PR1 family members inhibit programmed cell death and suppress bacterial pathogens in plant tissues. Molecular Plant Pathology. 2018;19(9):2111–2123. DOI: 10.1111/mpp.12685.
  17. Reichardt S, Repper D, Tuzhikov AI, Galiullina RA, Planas-Marquès M, Chichkova NV, et al. The tomato subtilase family includes several cell death-related proteinases with caspase specificity. Scientific Reports. 2018;8:10531. DOI: 10.1038/s41598-018-28769-0.
  18. Hotson A, Chosed R, Shu H, Orth K, Mudgett MB. Xanthomonas type III effector XopD targets SUMO-conjugated proteins in planta. Molecular Microbiology. 2003;50(2):377–389. DOI: 10.1046/j.1365-2958.2003.03730.x.
  19. Vidya CSS, Manoharan M, Sita GL. Cloning and characterization of salicylic acid-induced, intracellular pathogenesis-related gene from tomato (Lycopersicon esculentum). Journal of Biosciences. 1999;24(3):287–293. DOI: 10.1007/BF02941242.
  20. Tian Z-D, Liu J, Xie C-H, Song B-T. Cloning of potato POTHR-1 gene and its expression in response to infection by Phytophthora infestans and other abiotic stimuli. Acta Botanica Sinica. 2003;45(8):959–965.
  21. Chen Q, Tian Z, Jiang R, Zheng X, Xie C, Liu J. StPOTHR1, a NDR1/HIN1-like gene in Solanum tuberosum, enhances resistance against Phytophthora infestans. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2018;496(4):1155–1161. DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.01.162.
  22. Rezzonico E, Flury N, Meins F Jr, Beffa R. Transcriptional down-regulation by abscisic acid of pathogenesis-related β-1,3-glucanase genes in tobacco cell cultures. Plant Physiology. 1998;117(2):585–592. DOI: 10.1104/pp.117.2.585.
  23. Oide S, Bejai S, Staal J, Guan N, Kaliff M, Dixelius C. A novel role of PR2 in abscisic acid (ABA) mediated, pathogen-induced callose deposition in Arabidopsis thaliana. New Phytologist. 2013;200(4):1187–1199. DOI: 10.1111/nph.12436.
  24. Deb A, Kundu S. Deciphering cis-regulatory element mediated combinatorial regulation in rice under blast infected condition. PLoS One. 2015;10(9):e0137295. DOI: 10.1371/journal.pone.0137295.
  25. Zuluaga AP, Solé M, Lu H, Góngora-Castillo E, Vaillancourt B, Coll N, et al. Transcriptome responses to Ralstonia solanacearum infection in the roots of the wild potato Solanum commersonii. BMC Genomics. 2015;16(1):246. DOI: 10.1186/s12864-015-1460-1.
  26. Zhou J, Zhang H, Yang Y, Zhang Z, Zhang H, Hu X, et al. Abscisic acid regulates TSRF1-mediated resistance to Ralstonia solanacearum by modifying the expression of GCC box-containing genes in tobacco. Journal of Experimental Botany. 2008;59(3):645– 652. DOI: 10.1093/jxb/erm353.
  27. Hadizadeh I, Peivastegan B, Wang J, Sipari N, Nielsen KL, Pirhonen M. Gene expression and phytohormone levels in the asymptomatic and symptomatic phases of infection in potato tubers inoculated with Dickeya solani. PLoS One. 2022;17(8):e0273481. DOI: 10.1371/journal.pone.0273481.
  28. Zhao Y-Q, Sun C, Hu K-D, Yu Y, Liu Z, Song Y-C, et al. A transcription factor SlWRKY71 activated the H2S generating enzyme SlDCD1 enhancing the response to Pseudomonas syringae pv. DC3000 in tomato leaves. New Phytologist. 2025;246(1):262–279. DOI: 10.1111/nph.20431.
  29. Major IT, Yoshida Y, Campos ML, Kapali G, Xin X-F, Sugimoto K, et al. Regulation of growth – defense balance by the jasmonate ZIM-domain (JAZ)-MYC transcriptional module. New Phytologist. 2017;215(4):1533–1547. DOI: 10.1111/nph.14638.
  30. Yu Y, Wang L, Chen J, Liu Z, Park C-M, Xiang F. WRKY71 acts antagonistically against salt-delayed flowering in Arabidopsis thaliana. Plant & Cell Physiology. 2018;59(2):414–422. DOI: 10.1093/pcp/pcx201.
  31. Степанова ЕС, Кукреш ГВ, Николайчик ЕА, Колубако АВ. 9-цис-Эпоксикаротиноиддиоксигеназа как переключатель связанных с иммунитетом сигнальных путей растений Solanum lycopersicum. Экспериментальная биология и биотехнология. 2024;2:63–71. EDN: NYDQXM.
  32. Николайчик ЕА. Системная индукция PR-генов растений Solanum lycopersicum при контакте с бактериями Pectobacterium carotovorum: роль гена dspE. Труды Белорусского государственного университета. Серия: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2009;4(2):215–220. EDN: KBBFCF.

Загрузки

Опубликован

2026-02-17

Выпуск

№ 3 (2025): Экспериментальная биология и биотехнология

Раздел

Генетика и молекулярная биология

Лицензия

Copyright (c) 2026 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

Колубако, А. В., Григорьева, Н. А., Шруб, Е. В., & Николайчик, Е. А. (2026). Особенности иммунных реакций в листьях и клубнях растений Solanum tuberosum при заражении бактериями Pectobacterium versatile. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 62-73. https://doi.org/10.33581/2957-5060-2025-3-%p