Másodlagos hírvivő mechanizmusok kórokozó-növény kapcsolatban = Secondary messenger system in plant-pathogen interactions

A projekt célja másodlagos hírvivő mechanizmusok szerepének pontosabb megismerése a növény-kórokozó kapcsolat kialakulásában. Eredményeink szerint fogékony árpában a lisztharmatfertőzés egy késői fázisban stressznek tekinthető (etilén termelés, membránkárosodás), ugyanakkor a biotróf kórokozó az antioxidánsok indukálása révén megvédi magát és a növényi szövetet a reaktív oxigének káros hatásától. Igazoltuk, hogy a rezisztencia géneken kívül hő sokk fehérjék, a sejthalál gátló fehérjék vagy transzkripciós faktorok génjei fontos szerepet játszhatnak árpában a rezisztencia vagy fogékonyság kialakulásában. Megállapítottuk, hogy a megnőtt antioxidáns kapacitás fontos része lehet a Pirifomospora indica által indukált sótűrő képesség megemelkedésének árpában. Dohány-dohánymozaik vírus kapcsolatban az eredményeink szerint nemcsak a szalicilsav, hanem a lipid összetétel és a lipid peroxidáció is fontos tényező lehet a szisztemikus szerzett rezisztencia kialakulása során. Megerősítettük, hogy a brasszinoszteroidoknak fontos szerepük lehet a biotikus és abiotikus stresszek kivédésében. Kimutattuk, hogy a reaktív oxigén fajták és a RBOHD NADPH oxidáz kettős szerepet játszik az Arabidopsis-Alternaria növény - kórokozó kapcsolatban. Összefoglalva megállapítottuk, hogy a másodlagos hírvivő anyagok külön-külön és egymással szoros kölcsönhatásban is jelentősen befolyásolják mind a rezisztens, mind a fogékony növény-kórokozó kapcsolat kialakulását. | Our aim was to investigate the role of secondary messenger systems in plant-pathogen interactions. The results indicate that in susceptible barley powdery mildew infection at late stage causes stress (ethylene release, membrane damage), but at the same time the biotrophic pathogen defends themselves and plant tissue from reactive oxygens by inducing high antioxidant activity. We proved that in addition to resistance genes, heat shock proteins, cell death inhibitor proteins or transcription factors can play an important role in barley mildew interaction. In addition, the elevated antioxidant activity in barley induced by Pirifomospora indica resulted in higher salt stress tolerance. In tobacco-tobacco mosaic virus interaction, not only salicylic acid, but lipid peroxidation and lipid composition can be important during formation of systemic acquired resistance. The significant role of brassinosteroids in biotic and abiotic stress tolerance of plants was confirmed. We suppose dual roles of reactive oxygen species and NADPH oxidase RBOHD in an Arabidopsis-Alternaria pathosystem. In conclusion, we suggest, that secondary messenger systems separately and in interaction with each other can significantly affect plant susceptibility and disease resistance

Állati eredetű adenovírusok genetikai jellemzése az evolúciót hűen tükröző rendszertan kialakítása céljából = Genetic characterization of adenoviruses of different animal hosts to achieve an improved taxonomy, which reflects the viral evolution

A pályázat által támogatott kutatások során rendszertani szempontból különösen jelentősnek ítélt adenovírusokat vizsgáltunk. Két óvilági majom-adenovírus teljes DNS-ének bázissorrendjét meghatároztuk és analizáltuk, mert ilyen vírusokból még nem volt ismert teljes genom. Befejezés előtt áll egy liba- és egy pulyka-adenovírus teljes szekvenciájának meghatározása is. Ezzel célunk az Aviadenovirus genusba tartozó ismert vírusok számának növelése volt. Filogenetikai számításokkal igazoljuk a madár adenovírusok gazdáikkal való koevolúciójára utaló jeleket. Egy kígyó- és egy hal-adenovírus genom elemzése az evolúciós viszonyok nagy vonalainak tisztázásához szolgáltat majd hasznos adatokat. Egy újnak bizonyult siadenovírus teljes genomanalízise folyik. A vírus, mely elhullást okozott Angliában ragadozómadár tenyészetekben a Siadenovirus nemzetség harmadik tagja lehet. Valamennyi vizsgált vírus új vírusfajt is képvisel, így elemzésük eredménye várhatóan tovább erősíti vagy cáfolja az általunk kialakított kategóriák helyességét. Az adenovírusok természetben megfigyelhető diverzitásának vizsgálatára érzékeny PCR módszert dolgoztunk ki. A PCR szűrés során pozitív, új típusnak látszó adenovírusok további vizsgálatát tervezzük. | In the framework of the project, we have studied adenoviruses that seemed to have great importance from the viewpoint of taxonomy. We determined and analyzed the nucleotide sequence of the full genome of two adenovirus isolates originating from Old World monkeys, because such viruses have not been examined before. The full genome sequencing of a goose and a turkey adenovirus, both isolated in Hungary, is almost finished. The purpose of the analysis of these avian adenoviruses was to increase the number of well-characterized members of the genus Aviadenoviruses. With phylogenetic calculations, we have confirmed that aviadenoviruses have a long co-evolutionary history with their avian hosts. Full genome analysis of a snake and a fish adenovirus will help to understand the large-scale evolutionary relations within the family Adenoviridae. Full genome sequencing of a novel siadenovirus is also in progress. The virus, that has caused mortality among captive birds of prey in England, will be only the third member in the genus Siadenovirus. Every adenovirus being studied represents a novel adenovirus species, thus criteria set for the demarcation of this taxon can also be evaluated. For the detection of biodiversity of adenoviruses circulating in the nature, a very sensitive PCR method was elaborated. We plan to further characterize those novel adenovirus candidates that are being detected during screening with PCR

A Method for Measuring Normal and Shear Stiffness of Laminate Stacks of Electric Motors

Structural simulations of electric motors require precise material models. Laminate stacks that are made of several identical steel sheets are particularly challenging to simulate using FEA. The structural stiffness of laminate stacks usually follows transversal isotropic behavior. Measuring a complete laminate stack used in passenger cars is challenging due to its size and the high testing load needed to reach real loads experienced while in operation. A new method capable of performing such measurements is presented in this article, with the help of equipment normally used for testing structures used in civil engineering. Two sets of exemplary results are presented utilizing this measurement procedure, that were performed on a real automotive rotor laminate stack: axial compression stiffness from a cyclic test, and shear stiffness at various axial preload levels. In the axial compression load case, the loading and unloading curves form a hysteresis, that changes in every test cycle. Shear stiffness shows high dependance on the axial compression preload. After loading and unloading the stack with shear loads, significant plastic deformations remain

The mutualistic fungus Piriformospora indica protects barley roots from a loss of antioxidant capacity caused by the necrotrophic pathogen Fusarium culmorum

Fusarium culmorum causes root rot in barley (Hordeum vulgare), resulting in severely reduced plant growth and yield. Pretreatment of roots with chlamydospores of the mutualistic root-colonizing basidiomycete Piriformospora indica (Agaricomycotina) prevented necrotization of root tissues and plant growth retardation commonly associated with Fusarium root rot. Quantification of Fusarium infections with a real-time PCR assay revealed a correlation between root rot symptoms and the relative amount of fungal DNA. Fusarium-infected roots showed reduced levels of ascorbate and glutathione (GSH), along with reduced activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), dehydroascorbate reductase (DHAR), and monodehydroascorbate reductase (MDHAR). Consistent with this, Fusarium-infected roots showed elevated levels of lipid hydroperoxides and decreased ratios of reduced to oxidized forms of ascorbate and glutathione. In clear contrast, roots treated with P. indica prior to inoculation with F. culmorum showed levels of ascorbate and GSH that were similar to controls. Likewise, lipid peroxidation and the overall reduction in antioxidant enzyme activities were largely attenuated by P. indica in roots challenged by F. culmorum. These results suggest that P. indica protects roots from necrotrophic pathogens at least partly, through activating the plant’s antioxidant capacity

Az abiotikus és a biotikus stressz és stresszellenállóság kapcsolata növényekben = Abiotic and biotic stress interactions and the cross-tolerance phenomena in plants

Eredményeinkből egyrészt jól látszik az, hogy a növényt ért abiotikus stressz képes toleranciát előidézni egy következő abiotikus stressz, vagy oxidatív stresszt okozó kémiai kezelés kedvezőtlen hatásaival szemben (dohány alacsonyhőmérsékleti stressz, gabonafélék paraquat és hidrogén-peroxid kezeléses). Ez a fajta védelem azonban növényi kórokozók fertőzésével szemben nem, vagy csak nagyon korlátozott mértékben hatásos, valószínűleg ha a kórokozó iránt a növény fogékony (enyhe ozmotikus stressz csökkentette fogékony Bezosztaja-1 búzafajta érzékenységét a Drechslera tritici-repentis gomba fertőzésével szemben). Rezisztens kapcsolatok esetében viszont az előzetesen alkalmazott abiotikus stressz csökkentette a növény ellenállóságát (ozmotikus stressz hatása rezisztens M-3 búzagenotípus Dreschlera tritici-repentis, alacsony hőmérséklet hatása rezisztens Marshall búzafajta levélrozsda és alacsony hőmérséklet hatása inkompatibilis Xanthi-nc dohány TMV ellenállóságára). Arabidopsis thaliana-ban a NADPH-oxidázokat kódoló rboh gének, illetve az AtNOS1 (AtNOA1) gén közvetlenül vagy közvetve részt vesznek a ROF, és az NO képződésében. Mi olyan Arabidopsis mutánsokkal, és kettős mutánsokkal dolgoztunk, amikben az említett gének nem fejeződnek ki. Kimutattuk, hogy az AtNOS1 mutáns növények fejlődését jobban lelassítja tartós hidegkezelés (5 °C), mint a vad típusú növényekét, illetve ha idősebb korban helyezzük őket alacsony hőmérsékletre, akkor kevesebb antocián vegyületet halmoznak fel. | Our results strongly support the view, that an abiotic stress can induce tolerance in plants against the harmful effect of an other abiotic or chemically induced oxidative stress (low temperature stress of tobacco, paraquat or H2O2 treatment of cereals). This type of defense is not or only partly effective against plant pathogens, probably when the plant is susceptible to the pathogen (slight osmotic stress decreased sensitivity of the susceptible Bezosztaja-1 wheat to infection by Drechslera tritici-repentis). However, in the case of resistant interactions, the previously applied abiotic stress decreased resistance of plant (effect of osmotic stress on the resistant M-3 wheat genotype to Drechslera tritici-repentis, effect of low temperature on resistance of wheat Marshall to leaf rust and on resistance of incompatible Xanthi-nc tobacco to TMV). In Arabidopsis thaliana rboh genes encoding NADPH-oxidase, or the gene AtNOS1 (AtNOA1) directly or indirectly participate in production of ROS and NO. By using single or double mutants of A. thaliana not expressing the above genes we could demonstrate that development of AtNOS1 mutant plants was slowed down more by long-term cold treatment (5 °C) than of wild type plants, and at older age at low temperature they accumulate less anthocyanins