Jasmonate-dependent expression of a galactinol synthase gene is involved in priming of systemic fungal resistance in Arabidopsis thaliana

Song Mi Cho; Eun Young Kang; Mi Seong Kim; Seung Jin Yoo; Yang Ju Im; Young Cheol Kim; Kwang Yeol Yang; Kil Yong Kim; Kwang Sang Kim; Yong Soo Choi; Baik Ho Cho
May 2010
Botany;May2010, Vol. 88 Issue 5, p452
Academic Journal
Previously, root colonization by the rhizobacterium, Pseudomonas chlororaphis O6, was shown to induce expression of galactinol synthase conferring systemic resistance against a fungal pathogen in cucumber leaves. Here, the Arabidopsis – Botrytis cinerea system is introduced to better understand signal transduction of galactinol and (or) raffinose family oligosaccharides (RFO) during O6-mediated induced systemic resistance (ISR). Among the 10 Arabidopsis galactinol synthase genes, only AtGolS1 was specifically induced upon infection with the fungal pathogen B. cinerea. AtGolS1 was primed by O6 colonization against the pathogen in Arabidopsis leaves. Arabidopsis T-DNA insertion mutants at the AtGolS1 gene site compromised O6-mediated ISR against the pathogen, thereby suggesting that AtGolS1 plays an important role in ISR. O6 colonization increased AtGolS1 transcription as well as ISR in several Arabidopsis signaling mutants, but not in the jar1-1 and coi1 mutant lines. Exogenous jasmonate treatment induced transcription of AtGolS1 in wild-type Col-0 plants, but salicylic acid and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate did not. These studies on signaling mutants and target gene expression indicate that expression of AtGolS1 in response to O6 colonization is mediated through the jasmonate-dependent pathway, stimulating ISR in Arabidopsis against B. cinerea infection. On a déjà démontré que la colonisation racinaire par la rhizobactérie Pseudomonas chlorographis O6 induit l'expression de la galactinol synthase, conférant une résistance systémique contre un champignon pathogène des feuilles de concombre. Les auteurs introduisent ici le système Arabidopsis – Botrytis cinerea, afin de mieux comprendre la transduction du signal de la famille des oligosaccharides (RFO) galactinol et (ou) raffinose, au cours de la résistance systémique induite (ISR) enclenchée par le O6. Parmi les 10 gènes de la galactinol synthase de l'Arabidopsis, seul le gène AtGolS1 se voit spécifiquement activé suite à une infection par le champignon pathogène B. cinerea. La colonisation par O6 amplifie le gène AtGolS1 contre le pathogène dans les feuilles de l'Arabidopsis. L'insertion du mutant Arabidopsis T-ADN sur le site du gène AtGolS1 compromet l' ISR induit par O6 contre le pathogène, suggérant ainsi que l' AtGolS1 joue un rôle important dans l' ISR. La colonisation par le O6 augmente la transcription du AtGolS1 ainsi que la ISR chez plusieurs mutants signaleurs de l'Arabidopsis, mais n'affecte pas les lignées de mutants jar1-1 et coi1. Un traitement exogène au jasmonate induit la transcription des jar1-1 et coi1 chez les plantes de type sauvage Col-O, mais l'acide salicylique et le 1-aminocyclopropane-1-carboxylate est sans effet. Ces études sur les mutants signaleurs et l'expression du gène cible indiquent que l'expression du AtGolS1, en réaction à la colonisation par le O6, se fait par l'intermédiaire d'un sentier dépendant du jasmonate, en stimulant l' ISR chez l'Arabidopsis contre l'infection par le B. cinerea.


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