Only an early nitric oxide burst and the following wave of secondary nitric oxide generation enhanced effective defence responses of pelargonium to a necrotrophic pathogen
- J. Floryszak-Wieczorek
- M. Arasimowicz
- G. Milczarek
- H. Jelen
- H. Jackowiak
Resumo
A participação do óxido nítrico (NO) na comunicação entre as folhas de Pelargonium peltatum (hera) e Botrytis cinerea foi investigada por meio de abordagens eletroquímicas e bioquímicas.
Em resposta ao necrotrófico, as folhas iniciaram uma explosão quase imediata de NO, mas a especificidade de sua geração dependeu da composição genética da planta hospedeira.
Na cultivar resistente, uma forte explosão de NO foi seguida por uma onda de geração de NO secundário, demonstrada por bioimagem com DAF-2DA. O epicentro da síntese de NO foi localizado em células-alvo, que apresentaram uma reação positiva para TUNEL. Logo após o desafio, uma concentração elevada de peróxido de hidrogênio (H2O2) foi correlacionada com uma inibição reversível da catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e supressão da síntese de etileno. A geração induzida de NO inicialmente se expandiu e depois desapareceu gradualmente em dias sucessivos, provocando uma resistência não associada à morte da célula com um pool aprimorado de antioxidantes, o que finalmente favoreceu a manutenção da homeostase das células vizinhas.
Por outro lado, no pelargônio suscetível, foi registrada uma explosão fraca de NO e a geração adicional de NO aumentou apenas com o avanço da doença, o que foi acompanhado por uma síntese muito intensa de H2O2 e etileno. O patógeno que coloniza as células suscetíveis também adquiriu a capacidade de produzir quantidades consideráveis de NO e aumentou o estresse nitrosativo e oxidativo nos tecidos do hospedeiro.
Abstract
Participation of nitric oxide (NO) in cross-talk between ivy pelargonium (Pelargonium peltatum) leaves and Botrytis cinerea was investigated using electrochemical and biochemical approaches.
In response to the necrotroph, leaves initiated a near-immediate NO burst, but the specificity of its generation was dependent on the genetic makeup of the host plant.
In the resistant cultivar, a strong NO burst was followed by a wave of secondary NO generation, shown by bio-imaging with DAF-2DA. The epicentre of NO synthesis was located in targeted cells, which exhibited a TUNEL-positive reaction. Soon after the challenge, an elevated concentration of hydrogen peroxide (H2O2) was correlated with a reversible inhibition of catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and suppression of ethylene synthesis. The induced NO generation initially expanded and then gradually disappeared on successive days, provoking noncell-death-associated resistance with an enhanced pool of antioxidants, which finally favoured the maintenance of homeostasis of surrounding cells.
By contrast, in the susceptible pelargonium, a weak NO burst was recorded and further NO generation increased only as the disease progressed, which was accompanied by very intensive H2O2 and ethylene synthesis. The pathogen colonizing susceptible cells also acquired the ability to produce considerable amounts of NO and enhanced nitrosative and oxidative stress in host tissues
