Wykład 9 - Odporność roślin na patogeny i szkodniki | Quizlet

Czym charakteryzują się patogeny nekrotroficzne, biotroficzne, hemibiotroficzne?

nekrotroficzne - zabijają i odżywiają się martwymi komórkami

biotroficzne - żywią się żywymi komórkami

hemibiotroficzne - żywią się żywymi , później zabijają i żywią się martwymi komórkami

Jakie wyróżniamy mechanizmy obronne roślin na patogeny?

Nieswoiste:

- bierne - "niegościnność" dla patogenów

- czynne - PTI (pattern-triggered immunity)

Swoiste:

- czynne - ETI (Effector-triggered immunity)

Czym charakteryzują się na nieswoiste bierne mechanizmy obronne?

Polega na utrudnianiu wnikaniu patogenów do komórek:

- struktura ściany komórkowej

- konstytutywna produkcja substancji obronnych (np. enzymy hydrolityczne, metabolity wtórne)

- ilość szparek i przetchlinek

Czym charakteryzują się na nieswoiste czynne mechanizmy obronne?

Jest to odporność wyzwalana elicitorami, czyli substancjami pochodzącymi od patogenów (PAMP/MAMP) lub uszkodzonych struktur rośliny (DAMP).

Wiąże się z syntezą:

- reaktywnych form tlenu

- białek PR

- fitoaleksyn

- ligniny, suberyny, kalozy

Jakie receptory wiążą elicytory w nieswoistych czynnych mechanizmach obronnych? Jakie substancje są przykładem elicytorów?

receptory PRR (pattern recognizing receptor)

elicytory:

- białka np. flagellina

- cukry i pochodne np. chityna

- dsRNA

- lipidy i ich pochodne np. LPS, roślinne oligogalakturonidy ścienne

Jakie substancje pośredniczą w przekazywaniu sygnałów efektorowych po związaniu elicytora przez PRR?

Ca2+, ROS, MAPK

Czym charakteryzuje się ETI (Effector-triggered immunity)?

Jest wyzwalana przez efektory (rodzaj elicytora rozpoznawany przez wewnątrzkomórkowe receptory typu R).

Na czym polega hipoteza gen-na-gen związana z mechanizmem odpowiedzi ETI?

- Roślina ma geny odporności R, a patogen ma gen awirulencji Avr (geny niezdolności wywołania choroby).

- jeżeli patogen ma gen Avr a roślina ma odpowiadający mu gen R, to roślina rozpoznaje patogen i uruchamia odpowiedź (relacja niekompatybilna)

- jeżeli patogen nie ma genu Avr (nie ma czynnika, który roślina może wykryć) albo roślina nie ma genu R to patogen może skutecznie atakować (relacja kompatybilna)

Czym różnią się fitoantycypiny od fitoaleksyn?

Fitoantycypiny są stale obecne w komórce, fitoaleksyny są syntetyzowane de novo.

Jak fitoaleksyny oddziałują na patogeny?

- uszkadzają błony

- zmiana aktywności enzymów metabolicznych

- indukcja stresu oksydacyjnego

W jakich szlakach syntetyzowane są terpenoidy? Jakie enzymy w tym uczestniczą?

Szlak kwasu mewalonowego i szlak MEP, enzymy to transferazy prenylowe

Jakie wyróżniamy rodzaje terpenoidów? Ile atomów węgla ma pojedyncza podjednostka terpenoidu?

- monoterpney (do 10 cząstek)

- seskwiterpeny (15 cz.)

- diterpeny (20 cz.)

- triterpeny (30 cz.)

- tetraterpeny (40 cz.)

Pojedyncza jednostka ma 5 węgli.

Jaki jest główny składnik terpenoidów?

pirofosforan geranylu

Jakie rodzaje terpenów powstają w wyniku szlaku MEP?

karotenoidy, plastochinony, fitol

Jaka są cechy charakterystyczne związków fenolowych?

- Pierścień aromatyczny i grupa -OH.

- Wyróżniamy związki fenolowe proste i złożone.

- Właściwości antyoksydacyjne

- Polarne, dobrze rozpuszczają się w wodzie

Jaki jest podstawowy prekursor wszystkich związków fenolowych? Z jakiego aminokwasu i za pomocą jakiego enzymu powstaje ten prekursor?

prekursor - kwas cynamonowy

powstaje on z fenyloalaniny z udziałem amoniakoliazy fenyloalaninowej

Jaką rolę pełni kwas salicylowy w odporności roślin?

To fitohormon regulujący odpowiedź systemiczną nabytą (SAR) i indukuje białka PR

Jaką rolę pełnią kumaryny w odporności roślin?

- uszkadzają błony komórkowe grzybów

- są antyoksydantami

- hamują podziały bakterii

Czym jest SAR i ISR?

SAR - odporność systemiczna nabyta

ISR - odporność systemiczna indukowana

Są one częścią odpowiedzi czynnej swoistej.

Jakie wyróżniamy główne grupy flawonoidów? Jak je od siebie rozróżnić?

flawony - mają grupę ketonową i tlen w pierścieniu C

flawonole - mają tlen, grupę hydroksylową i ketonową w pierścieniu C

antocyjanidyny - mają tlen i grupę hydroksylową w pierścieniu C

Co jest prekursorem flawonoidów?

chalkon - synteza zachodzi poprzez cyklizację mostka C3

Czym różnią się izoflawonoidy od flawonoidów? Czym charakteryzują się izoflawonoidy?

Różnią się od flawonoidów miejscem przyłączenia pierścienia B.

- występują licznie u roślin strączkowych i pełnią funkcje obronne

- są wysoce toksyczne dla grzybów

- są inhibitorami łańcucha oddechowego pomiędzy kompleksem I a ubichinonem

Czym charakteryzują się białka PR? Podaj 3 przykłady białek PR

- są syntetyzowane pod wpływem kwasu salicylowego

- są gromadzone w wakuoli, wydzielane są do cytozolu i apoplastu

- działają synergistycznie

Np. białka podobne do rybonukleaz, peroksydazy, defensyny

Na czym polega reakcja nadwrażliwości (HR) u roślin?

Obumieranie komórek wokół miejsca infekcji wskutek czego patogen jest pozbawiany składników odżywczych i obumiera lub nie może się dalej rozprzestrzeniać.

Jakie są etapy reakcji nadwrażliwości?

- alkalizacja cytoplazmy

- nadprodukcja H2O2 i NO (wtórne przekaźniki)

- synteza ligniny i kalozy

- polimeryzacja białek ściennych typu PRP

- synteza enzymów hydrolitycznych i białek PR

Czym charakteryzuje się SAR (systemiczna odporność nabyta)?

Długotrwały i ogólnoustrojowy mechanizm obronny roślin, który uruchamia się podczas lokalnego zakażenia patogenem. Dzięki niemu cała roślina jest bardziej odporna, co zabezpiecza przed rozprzestrzenianiem się patogenu.

Co jest głównym mediatorem SAR? Co jest głównym skutkiem aktywacji SAR?

główny mediator - kwas salicylowy i jego pochodna salicylan metylu

główny skutek - ekspresja genów białek PR przez kilka tygodni (w oddaleniu od miejsca infekcji)

Czym charakteryzuje się odporność systemiczna indukowana (ISR)?

Powstaje w odpowiedzi na mikroorganizmy niepatogenne. Mediatorami są etylen i kwas jasmonowy. Mediatory te prowadzą do torowania, czyli stanu wzmożonej gotowości rośliny (nie ma jeszcze zakażenia, ale był już jakiś bodziec.

W jaki sposób zachodzi torowanie pod wpływem mediatorów ISR? Co jest wydzielane wskutek torowania?

Mediatory wywołują zmiany epigenetyczne i modyfikacje potranslacyjne. W wyniku torowania zwiększa się synteza białek PR, fitoaleksyn, analogów aminokwasów, enzymów hydrolitycznych.

Czym charakteryzuje się kwas jasmonowy?

- jest pochodną cyklopenetenu, powstaje w wyniku utleniania kwasu linolenowego

- jest inhibitorem wzrostu i różnicowania komórek

-stymuluje dojrzewanie owoców i starzenie się liści

Jaka forma jasmonianu występuje w obrębie zranienia, a jaka jest lotna formą wokół rosliny?

w obrębie zranienia - JA-Ile

forma lotna - JA-Me

W jaki sposób rośliny walczą z wirusami?

- wyciszanie RNA wirusów - nukleaza DICER-like tnąca dsRNA na siRNA; białko AGO wiąże siRNA tworząc rdzeń kompleksu wyciszającego RISC

- unieszkodliwianie wirusów na drodze odporności ETI (indukcja HR, autofagia)

Czym jest systemina? Jakie są skutki jej działania?

Systemina to właściwa cząsteczka sygnalizacyjna. Powoduje ona właściwą syntezę jasmonianu (też cz. sygnalizacyjna). Powoduje też zwiększenie grubości ścian komórkowych, syntezę włosków i rafidów

Czym charakteryzują się glikozydy cyjanogenne?

- posiadają grupę nitrylową oraz podstawniki akrylowe lub alifatyczne

- powstają z lizyny, izoleucyny i fenyloalaniny

- są źródłem cyjanowodoru (rośliny magazynują enzym tworzące cyjanowodór w innej cz. komórki dlatego uwalnia się on tylko przy niszczeniu komórki np. przez roślinożercę)

Czym charakteryzują się glukozylany?

- występują w rodzinie Brassicacae

- powstają z aminokwasów aromatycznych lub alifatycznych

- posiadają grupe izocyjaninową

Czym charakteryzują się alkaloidy?

- związki azotowe o budowie pierścieniowej

- mają właściwości zasadowe

- działają jako repelenty i neurotoksyny

Co jest głównym alkaloidem zbóż?

DIBOA - gromadzony w wakuoli w formie glikozylowanej. Przy uszkodzeniu komórki ulega deglikolizacji i jest toksyczny

Czym jest indukowana odporność na żerowanie (HIR)? Co ją aktywuje?

To odporność aktywowana w miejscu dalekim od ataku szkodnika ze względu na obecność lotnych związków wydzielanych przez rosliny wokół. Opiera się na białkach PR, fitoaleksynach, enzymach hydrolitycznych i cząsteczkach HIPV

Mediatorem jest tu Ja-Me.

Co jest głównym mediatorem odpowiedzi na wzorce HAMP?

jasmoniany izoleucyny i metylu