Nitric oxide signalling in plant interactions with pathogenic fungi and oomycetes
Resumo
O óxido nítrico (NO) e as espécies reativas de nitrogênio, surgiram como moléculas reguladoras e de sinalização essenciais em todos os organismos. Em plantas, fungos e oomicetos semelhantes a fungos, o NO está envolvido na regulação de vários processos durante seu crescimento, desenvolvimento, reprodução, respostas ao ambiente externo e interações bióticas. Tornou-se evidente que o NO é produzido e usado como sinalizador e sinalizador de defesa por ambos os parceiros em várias formas de interações entre plantas e suas contrapartes microbianas, variando de modos simbióticos a patogênicos. Esta revisão resume o conhecimento atual sobre o papel do NO nas interações planta-patógeno, com foco em fungos e oomicetos biotróficos, necrotróficos e hemibiotróficos. São discutidos os avanços e as lacunas atuais na identificação das fontes e do destino do NO nas células das plantas e dos patógenos. Analisamos o papel decisivo da produção de NO específica para o tempo e o local na germinação, no crescimento orientado e na penetração ativa de patógenos filamentosos nos tecidos do hospedeiro, bem como no reconhecimento do patógeno e na ativação da defesa nas plantas. São destacadas as funções distintas do NO em diversas interações de plantas hospedeiras com patógenos fúngicos e oomicetos de diferentes estilos de vida, em que o NO, em interação com espécies reativas de oxigênio, governa a colonização bem-sucedida da planta, a morte celular e o estabelecimento de resistência.
Abstract
Nitric oxide (NO) and reactive nitrogen species have emerged as crucial signalling and regulatory molecules across all organisms. In plants, fungi, and fungi-like oomycetes, NO is involved in the regulation of multiple processes during their growth, development, reproduction, responses to the external environment, and biotic interactions. It has become evident that NO is produced and used as a signalling and defence cue by both partners in multiple forms of plant interactions with their microbial counterparts, ranging from symbiotic to pathogenic modes. This review summarizes current knowledge on the role of NO in plant-pathogen interactions, focused on biotrophic, necrotrophic, and hemibiotrophic fungi and oomycetes. Actual advances and gaps in the identification of NO sources and fate in plant and pathogen cells are discussed. We review the decisive role of time- and site-specific NO production in germination, oriented growth, and active penetration by filamentous pathogens of the host tissues, as well in pathogen recognition, and defence activation in plants. Distinct functions of NO in diverse interactions of host plants with fungal and oomycete pathogens of different lifestyles are highlighted, where NO in interplay with reactive oxygen species governs successful plant colonization, cell death, and establishment of resistance.
T. Jedelská
L. Luhová
M. Petřivalský
2021 - Journal of Experimental Botany
