ABSTRACTMitogen-activated protein k

ABSTRACT
Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades play important roles in disease resistance in model plant species such as Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) and tobacco (Nicotiana tabacum). However, the importance of MAPK signaling pathways in the disease resistance of crops is still largely uninvestigated. To better understand the role of MAPK signaling pathways in disease resistance in soybean (Glycine max), 13, nine, and 10 genes encoding distinct MAPKs, MAPKKs, and MAPKKKs, respectively, were silenced using virus-induced gene silencing mediated by Bean pod mottle virus. Among the plants silenced for various MAPKs, MAPKKs, and MAPKKKs, those in which GmMAPK4 homologs (GmMPK4s) were silenced displayed strong phenotypes including stunted stature and spontaneous cell death on the leaves and stems, the characteristic hallmarks of activated defense responses. Microarray analysis showed that genes involved in defense responses, such as those in salicylic acid (SA) signaling pathways, were significantly up-regulated in GmMPK4-silenced plants, whereas genes involved in growth and development, such as those in auxin signaling pathways and in cell cycle and proliferation, were significantly down-regulated. As expected, SA and hydrogen peroxide accumulation was significantly increased in GmMPK4-silenced plants. Accordingly, GmMPK4-silenced plants were more resistant to downy mildew and Soybean mosaic virus compared with vector control plants. Using bimolecular fluorescence complementation analysis and in vitro kinase assays, we determined that GmMKK1 and GmMKK2 might function upstream of GmMPK4. Taken together, our results indicate that GmMPK4s negatively regulate SA accumulation and defense response but positively regulate plant growth and development, and their functions are conserved across plant species.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อMitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades play important roles in disease resistance in model plant species such as Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) and tobacco (Nicotiana tabacum). However, the importance of MAPK signaling pathways in the disease resistance of crops is still largely uninvestigated. To better understand the role of MAPK signaling pathways in disease resistance in soybean (Glycine max), 13, nine, and 10 genes encoding distinct MAPKs, MAPKKs, and MAPKKKs, respectively, were silenced using virus-induced gene silencing mediated by Bean pod mottle virus. Among the plants silenced for various MAPKs, MAPKKs, and MAPKKKs, those in which GmMAPK4 homologs (GmMPK4s) were silenced displayed strong phenotypes including stunted stature and spontaneous cell death on the leaves and stems, the characteristic hallmarks of activated defense responses. Microarray analysis showed that genes involved in defense responses, such as those in salicylic acid (SA) signaling pathways, were significantly up-regulated in GmMPK4-silenced plants, whereas genes involved in growth and development, such as those in auxin signaling pathways and in cell cycle and proliferation, were significantly down-regulated. As expected, SA and hydrogen peroxide accumulation was significantly increased in GmMPK4-silenced plants. Accordingly, GmMPK4-silenced plants were more resistant to downy mildew and Soybean mosaic virus compared with vector control plants. Using bimolecular fluorescence complementation analysis and in vitro kinase assays, we determined that GmMKK1 and GmMKK2 might function upstream of GmMPK4. Taken together, our results indicate that GmMPK4s negatively regulate SA accumulation and defense response but positively regulate plant growth and development, and their functions are conserved across plant species.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
โปรตีนไคเนส Mitogen ใช้งาน (MAPK) น้ำตกบทบาทสำคัญในการต้านทานโรคในพืชชนิดรูปแบบเช่น Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) และยาสูบ (ยาสูบ) อย่างไรก็ตามความสำคัญของ MAPK เส้นทางการส่งสัญญาณในความต้านทานโรคของพืชยังคงเป็นส่วนใหญ่ uninvestigated เพื่อทำความเข้าใจบทบาทของ MAPK เส้นทางการส่งสัญญาณในความต้านทานโรคในถั่วเหลือง (Glycine สูงสุด), 13, เก้า, 10 และยีนที่ควบคุมการ MAPKs แตกต่าง MAPKKs และ MAPKKKs ตามลำดับเงียบใช้สมรยีนไวรัสที่ทำให้เกิดไกล่เกลี่ยโดยฝักถั่ว mottle ไวรัส ในบรรดาพืชเงียบสำหรับ MAPKs ต่างๆ MAPKKs และ MAPKKKs ผู้ที่อยู่ในที่ homologs GmMAPK4 (GmMPK4s) ได้รับการเงียบแสดง phenotypes ที่แข็งแกร่งรวมทั้งความสูงลักษณะแคระแกรนและการตายของเซลล์ที่เกิดขึ้นเองบนใบและลำต้น, โศกลักษณะของการตอบสนองการป้องกันการเปิดใช้งาน การวิเคราะห์ Microarray แสดงให้เห็นว่ายีนที่เกี่ยวข้องในการตอบสนองการป้องกันเช่นผู้ที่อยู่ในกรดซาลิไซลิ (SA) เส้นทางการส่งสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญขึ้นควบคุมใน GmMPK4-เงียบพืชในขณะที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการพัฒนาเช่นผู้ที่อยู่ในเส้นทางการส่งสัญญาณออกซินและ วงจรมือถือและการแพร่กระจายได้อย่างมีนัยสำคัญการควบคุมลง เป็นที่คาดหวัง, SA และการสะสมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในพืช GmMPK4-เงียบ ดังนั้นพืช GmMPK4-เงียบก็ทนต่อโรคราน้ำค้างและไวรัสถั่วเหลืองเมื่อเทียบกับพืชควบคุมเวกเตอร์ ใช้การเรืองแสง bimolecular วิเคราะห์ complementation และในการตรวจไคเนสในหลอดทดลองเราพิจารณาแล้วว่า GmMKK1 และ GmMKK2 อาจทำงานต้นน้ำของ GmMPK4 นำมารวมกันผลของเราแสดงให้เห็นว่า GmMPK4s ลบควบคุมการสะสม SA และการตอบสนองในเชิงบวก แต่การป้องกันควบคุมการเจริญเติบโตของพืชและการพัฒนาและการทำงานของพวกเขาจะอนุรักษ์ข้ามพันธุ์พืช

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม
ปรากฎเปิดโปรตีนไคเนส ( mapk ) น้ำตกมีบทบาทสำคัญในการต้านทานโรคในรูปแบบชนิดของพืชเช่น Arabidopsis ( Arabidopsis thaliana ) และใบยาสูบ ( การคูณ ) อย่างไรก็ตาม ความสำคัญของ mapk สัญญาณเซลล์ในการต้านทานโรคของพืช ยังไป uninvestigated .เพื่อให้เข้าใจบทบาทของ mapk สัญญาณเซลล์ในความต้านทานโรคของถั่วเหลือง ( Glycine max ) , 13 , 9 และ 10 ยีนเข้ารหัส mapks แตกต่างกัน mapkks และ mapkkks ตามลำดับ คือ การกระตุ้นให้ยีน silencing ) ไวรัสโดยถั่วฝัก mottle virus ระหว่างพืชเงียบสำหรับ mapks ต่างๆ mapkkks mapkks , และ ,ผู้ที่ gmmapk4 โฮโมลอกส์ ( gmmpk4s ) ให้แข็งแรง รวมทั้งแสดงฟีโนไทป์แคระ ความสูงและการตายของเซลล์ที่เกิดขึ้นบนใบและลำต้น ลักษณะของการใช้เครื่องหมายป้องกัน การวิเคราะห์พบว่า ยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองการป้องกัน เช่นใน salicylic acid ( SA ) การส่งสัญญาณทางเดินอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ gmmpk4 คาให้พืช ในขณะที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการพัฒนา เช่นในระดับสัญญาณเซลล์ในวัฏจักรของเซลล์และการแบ่งตัว เป็นทางลงควบคุม อย่างที่คาดไว้ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใน gmmpk4 ให้พืช ตามgmmpk4 ให้พืชทนต่อราน้ำค้างและถั่วเหลืองฝังไวรัสเมื่อเทียบกับพืชควบคุมเวกเตอร์ การใช้เอนไซม์วิเคราะห์สารชีวโมเลกุลและในหลอดทดลองพบว่าสามารถ เราตั้งใจว่า gmmkk1 gmmkk2 ฟังก์ชันและอาจจะเหนือ gmmpk4 . ถ่ายด้วยกันผลของเราระบุว่า gmmpk4s ลบควบคุมการสะสมในการตอบสนองการป้องกันแต่บวกควบคุมการเจริญเติบโตของพืชและการพัฒนา และการทำงานของพวกเขาสามารถข้ามชนิดพืช