Otpornost biljaka na štetne Otpornost biljaka na štetne organizmeorganizme

Vežba 1.Vežba 1.Hipersenzitivna reakcijaHipersenzitivna reakcijaHipersenzitivna reakcijaHipersenzitivna reakcija

Katarina Katarina GaGašićšićPoljoprivredni fakultet, ZemunPoljoprivredni fakultet, Zemun

6.Novembar 20096.Novembar 2009.

• Odbrambena reakcija biljke koja se stvara na mestu infekcije biljke patogenom

• Iniciraju se odbrambene reakcije inficirane ćelije i okolnih ćelija

Hipersenzitivna reakcija (HR)Hipersenzitivna reakcija (HR)

• Stvaranje toksina

• Izumiranje biljnih ćelija kako bi se sprečio dalji razvoj patogena

KadaKada dolazidolazi do do hipersenzitivnehipersenzitivnereakcijereakcije biljkebiljke??

� Odbrambena reakcija biljke usmerena je protiv inkopatibilnog patogena

Odnos bakterije i biljke domaćina Hipersenzitivna reakcija

Bolestreakcija

Virulentna bakterija – osetljiva biljka domaćin - +

Avirulentna bakterija – osetljiva biljka domaćin + -

Virulentna bakterija – otporna biljka domaćin + -

Patogena bakterija – biljka koja nije domaćin + -

Saprofitna bakterija – biljka (svaka) - -

HR pri veštačkoj inokulacijiHR pri veštačkoj inokulaciji

� Koristi se u eksperimentalnom radu za proveru patogenosti sojeva bakterije

� Zona infiltracije postaje vodenasta, zatim nekrotična i nakon 8 - 12 h potpuno izumire

Hipersenzitivna reakcija duvana izazvana bakterijom Pseudomonas syringae pv. tomato

BolestBolest

� Hloroza, inficirano tkivo dobija žutu boju usled gubitka hlorofila

� Nekroza biljnog tkiva nakon 3 – 6 dana od inokulacije

Pseudomonas syringae pv. tomato

Prepoznavanje patogena i biljke Prepoznavanje patogena i biljke domaćina domaćina

• Patogen poseduje gene avirulentnosti (avr)

Signalni molekuli patogena – elicitori(pobuñivaći)

• Biljka domaćin poseduje gene rezistentnosti (R)

� Dolazi do prepoznavanja signalnih molekula patogena (elicitora) od strane biljke

• Za svaki gen koji odreñuje virulentnost patogena postoji odgovarajući gen rezistentnosti u biljci domaćinu

Geni rezistentnosti ili osetljivosti biljke

GEN ZA GEN konceptGEN ZA GEN koncept

R (rezistentan) Dominant

r (osetljiv)Recesivan

A (avirulentnost)Dominantan

AR (-) Ar (+)

a (virulentnost)Recesivan

aR (+) ar (+)

Gen

i viru

lent

nost

i ili

aviru

lent

nost

i pat

ogen

a

(+) Kompatibilan odnos , bolest

(-) Inkopatibilna reakcija, nema infekcije

A – patogen poseduje gen za avirulentnost

a – patogen nema gen za avirulentnost (virulentan je)

R – biljka poseduje gen za rezistentnost

r – biljka nema gen za rezistentnost (osetljiva je)

Tok HRTok HR

• stvaranje aktivnih kiseoničnih radikala

• povećanje oksidativnih reakcija

• promena propustljivosti membrana

• povećanje pokretljivosti K+ i H+ jona

� Aktiviraju se biohemijske reakcije ćelije, sinteza novih jedinjenja kao odgovor na napad patogena:

• povećanje pokretljivosti K+ i H+ jona kroz membrane

• unakrsno povezivanje fenolnih jedinjenja sa zidovima ćelija

• aktivacija lipoksigenaze, jasminska kiselina

• sinteza fitoaleksina

• sinteza PR proteina

Faktori koji utiču na HRFaktori koji utiču na HR

� Temperatura (15 – 35°C)

� Vlažnost (visoka vlažnost sprečava isparavanje vode iz infiltriranog tkiva, onemogućavajući da se vidi nekroza)

� Svetlost

� Fiziološko stanje biljke (na mlañim listovima duvana

⁷ ⁸

� Fiziološko stanje biljke (na mlañim listovima duvana HR se pojavljuje 1 – 1.5h ranije nego na starijim)

� Koncentracija bakterija (oko 10⁷ ili 10⁸ CFU/ml)

�Samo žive i metabolički aktivne ćelije bakterija mogu izazvati HR

Biljke ili delovi biljke koji se Biljke ili delovi biljke koji se koriste za proveru HR:koriste za proveru HR:

� listovi duvana� mahune boranije� plod i list paprike

listovi muškatle � listovi muškatle � listovi breskve i kajsije� listovi pomoćnice (Solanum nigrum) ili

tatula (Datura stramonium)

Vrste bakterija koje izazivaju HR:Vrste bakterija koje izazivaju HR:

� Pseudomonas� Xanthomonas (veća koncentracija

bakterija i temperatura oko 32°C)� Agrobacterium� Agrobacterium� Erwinia

Materijal i metod:Materijal i metod:� Pseudomonas syringae pv. tomato – prouzrokovač

crne pegavost lišća i krastavosti plodova paradajza� suspenzija bakterija (starosti 24h) u sterilnoj destilovanoj

vodi koncentracije ~ 10⁸ CFU/ml⁸

� Biljka: Duvan (list)

� Metod: infiltracija bakterijske suspenzije u list duvana pomoću medicinskog šprica i igle