A lipoxigenáz izoenzimek és az oxilipinek szerepének vizsgálata bab és dohánynövények betegségellenállóságában = The role of lipoxygenase isoenzymes and oxylipins in disease resistance of bean and tobacco

Abstract

A lipoxigenáz (LOX) enzimek és az általuk termelt lipid-hidroperoxidokból enzimatikus úton képződő, változatos szerkezetű oxilipinek jelentős szerepet játszanak a vírusfertőzött dohány és paprikanövények védekezési reakcióiban. A vírusfertőzött dohány és paprika levelekben mind a 9- mind a 13-LOX enzimek aktivitása megemelkedik. Az inkompatibilis gazdanövény-kórokozó kapcsolatokban (a rezisztens növényekben) az aktivitás emelkedése gyorsabban és nagyobb mértékben jelentkezik, mint kompatibilis kapcsolatokban. A vírusfertőzött rezisztens paprika levelekben több LOX kódoló gén expressziója erősen megemelkedik. Tömegspektrometriás mérésekkel kimutatható volt, hogy egyes illékony vegyületek, így a 2,4-hexadienal, az alfa-jonon és a pentadekanal mennyisége jelentősen megemelkedett a vírusfertőzés következtében. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az oxilipinek mellett terpenoid jellegű vegyületek is felhalmozódnak a vírusfertőzött levelekben. Kimutattuk a divinil-éter szintetáz (DES) gén és egy patatin-szerű lipáz gén szerepét a vírusfertőzött paprikalevelek védekezési reakcióiban. Meghatároztuk a DES gén kódoló régiójának teljes szekvenciáját. Bablevelekben szintén megemelkedett a lipoxigenáz aktivitás a biotróf rozsdagomba Uromyces phaseoli által okozott fertőzés hatására. | Lipoxygenase (LOX) enzymes and oxylipins play important roles in the defense reactions of virus-infected pepper and tobacco plants. Oxylipins are produced from LOX-derived lipid hydroperoxides. In virus infected pepper and tobacco leaves the activities of both 9- and 13-LOX enzymes were significantly elevated. In incompatible plant-virus interactions the increase of LOX activity is much stronger and appears more rapidly than in compatible interactions. In virus infected resistant pepper leaves the expression of several individual LOX coding genes was markedly up-regulated. Mass spectrometric studies showed the accumulation of the volatile 2,4-hexadienal, alpha-ionone and pentadecanal in virus infected resistant pepper leaves. These results showed that beside oxylipins also terpenoid compounds accumulated in pepper leaves following virus infections. We demonstrated the significant role of a divinyl ether synthase (DES) and a patatin-like lipase in virus infected pepper leaves. The entire coding region of DES gene was sequenced. Markedly elevated LOX activities were found also in bean leaves inoculated with the biotrophic rust fungus Uromyces phaseoli