docreaktywne formy tlenu w odpowiedzi obronnej roślin na grzyby
download 
Reklamacja Transkrypt
reaktywne formy tlenu w odpowiedzi obronnej roślin na grzyby
REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN POSTÊPY BIOLOGII KOMÓRKI 163 TOM 36, 2009 SUPLEMENT NR 25 (163176) REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN NA GRZYBY NEKROTROFICZNE* REACTIVE OXYGEN SPECIES IN PLANT DEFENCE RESPONSE TO NECROTROPHIC FUNGI Szymon D¥BROWSKI, Sylwester G£OWACKI, Violetta K. MACIOSZEK, Andrzej K. KONONOWICZ Katedra Genetyki Ogólnej, Biologii Molekularnej i Biotechnologii Rolin, Uniwersytet £ódzki, £ód Streszczenie: Cz¹steczka tlenu w stanie podstawowym jest stosunkowo ma³o reaktywna. Jednak mo¿e byæ ród³em reaktywnych pochodnych nazywanych reaktywnymi formami tlenu (RFT), produkowanych zarówno w wyniku aktywnoci metabolicznej komórki, jak i po ekspozycji rolin na ró¿ne czynniki stresowe. W stopniowej, jednoelektronowej redukcji tlenu dochodzi do wytworzenia czêciowo zredukowanych produktów porednich, którymi s¹ w kolejnoci: anionorodnik ponadtlenkowy (·O2), nadtlenek wodoru (H2O2) oraz rodnik hydroksylowy (·OH). Wzbudzenie cz¹steczki tlenu, wystêpuj¹cej w stanie trypletowym, prowadzi do powstania tlenu singletowego (1O2), który mo¿e wchodziæ w reakcje z alkanami, sulfidami i fenolami. Wolne rodniki anionorodnik ponadtlenkowy i rodnik hydroksylowy, bior¹ udzia³ w wielu reakcjach mog¹ tworzyæ wi¹zania kowalencyjne w reakcji z innymi wolnymi rodnikami lub zapocz¹tkowaæ ³añcuchow¹ reakcjê wolnorodnikow¹ z cz¹steczkami nierodnikowymi. W konsekwencji mo¿e dojæ do powa¿nych uszkodzeñ zwi¹zków wielkocz¹steczkowych komórki bia³ek, lipidów oraz kwasów nukleinowych. Najczêciej badan¹ reaktywn¹ form¹ tlenu podczas infekcji rolin przez patogeny jest nadtlenek wodoru, który jest bardziej stabilny ni¿ inne RFT. Produkcja reaktywnych form tlenu w komórce gospodarza, która zachodzi podczas infekcji grzybami nekrotroficznymi, jest w znacznej mierze wynikiem modyfikacji i/lub zaburzenia mechanizmów utrzymuj¹cych homeostazê w warunkach fizjologicznych. Do tych mechanizmów zalicza siê ró¿norodne systemy produkcji RFT w cianie komórkowej, b³onie cytoplazmatycznej oraz w poszczególnych organellach, a tak¿e systemy antyoksydacyjne usuwaj¹ce nadmiar RFT powstaj¹cych w warunkach fizjologicznych lub jako produkty uboczne innych procesów, np. produkty uboczne metabolizmu mitochondriów, chloroplastów i peroksysomów. RFT mog¹ modulowaæ procesy odpornociowe w odpowiedzi na infekcjê grzybami nekrotroficznymi, mog¹ wp³ywaæ na indukcjê mierci komórki, zmiany profilu ekspresji genów, indukcjê biosyntezy fitoaleksyn i rearan¿acjê struktury ciany komórkowej. W artykule przedstawiono mechanizmy powstawania reaktywnych form tlenu oraz regulacji ich aktywnoci, a tak¿e szlaki sygna³owe, w których uczestnicz¹ podczas oddzia³ywañ rolin z grzybami nekrotroficznymi. *Praca finansowana z grantów MNiSzW nr N N302 3188 33 oraz U£ nr 505/0397 i 506/0996. Udzia³ SD i SG w przygotowaniu niniejszej pracy by³ jednakowy. 164 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ S³owa kluczowe: grzyby nekrotroficzne, reakcja obronna rolin, reaktywne formy tlenu, wybuch tlenowy. Summary: An oxygen molecule in its basic form is relatively nonreactive. However, it can be a source of reactive derivatives generally called reactive oxygen species (ROS) which are produced both because of physiological metabolic activity of the cell and after exposing a plant to various stress factors. In a gradual, single-electron reduction of oxygen, partly reduced indirect products are generated. They comprise superoxide anion radical (.O2), hydrogen peroxide (H2O2) and hydroxyl radical (·OH). An induced oxygen molecule that occurs in triplet state results in the production of singlet oxygen (1O2) which can react with alkanes, sulphides and phenols. Free radicals superoxide anion radical and hydroxyl radical participate in a range of reactions: they can create covalence bonds in reactions with another free radical, or start a free radical chain reaction with nonradical molecules. Consequently, a serious impairment of macromolecular compounds of cells such as proteins, lipids and nucleic acids can occur. One of the very often investigated ROS is hydrogen peroxide, mainly because it is more stable than other ROS. The process of generating reactive oxygen forms in the host cell, which occurs during the infection of plant with necrotrophic fungi, is basically the result of the modification and/or disorders of the mechanisms sustaining homeostasis in the physiological conditions. These mechanisms include various ROS generation systems in the cell wall, plasmolemma and particularly in organelles, as well as the antioxidative systems removing ROS surplus generated in the physiological conditions or as the side products of other processes, e.g. side products of the metabolism of mitochondria, chloroplasts and peroxisomes. RFT can modulate plant defence response during infection with necrotrophic fungi, the induction of changes in gene expression profile, triggering of phytoalexins synthesis or rearrangement of cell wall structure. The present article contains a review of problems connected with the origin of reactive oxygen species, especially the mechanisms of regulation of their activity and signalling pathways they participate during interactions of plants with necrotrophic fungi. Key words: necrotrophic fungi, oxidative burst, plant defense response, reactive oxygen species. WSTÊP W odpowiedzi rolin na atak grzybów nekrotroficznych, podobnie jak na czynniki stresu abiotycznego, istotn¹ rolê odgrywaj¹ reaktywne formy tlenu RFT (ang. Reactive Oxygen Species), takie jak: nadtlenek wodoru, anionorodnik ponadtlenkowy lub tlen singletowy. Procesy, które zachodz¹ podczas interakcji gospodarz-nekrotrof, obejmuj¹ m.in. produkcjê RFT zarówno w tkankach gospodarza, jak i w komórkach grzyba. Za odpornoæ rolin na atak patogenów biotroficznych w znacznej mierze odpowiadaj¹ mechanizmy opisywane w modelu gen-na-gen (ang. gene-for-gene), który zak³ada, ¿e rozpoznanie czynników awirulencji patogena zachodzi poprzez specyficzne dla niego bia³ka R gospodarza. Dotychczas nie wykryto takich mechanizmów w oddzia³ywaniach rolin z patogenami nekrotroficznymi [27, 32]. Obecnie proponuje siê modele mechanizmu odpornoci rolin na nekrotrofy w interakcjach typu non-host (rolina nie jest gospodarzem w stosunku do patogena), które ze wzglêdu na odpowied gospodarza mo¿na podzieliæ na dwa typy: typ I bez widocznych objawów makroskopowych oraz typ II, w którym wystêpuj¹ ograniczone nekrozy, przypominaj¹ce odpowied nadwra¿liwoci HR (ang. Hypersensitive Response) w odpornoci typu gen-na-gen [38]. W badaniach nad infekcj¹ rolin przez patogeny najwiêksze zainteresowanie wród reaktywnych form tlenu budzi nadtlenek wodoru. Jest on bardziej stabilny ni¿ inne RFT, ³atwo dyfunduje przez b³ony komórkowe, a ponadto wykazano, ¿e przenika przez akwaporyny b³ony komórkowej [17]. Nadtlenek wodoru mo¿e byæ REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 165 bezporednio na tlen, daj¹c tlen singletowy. RFT dokonuj¹ peroksydacji wykorzystywany przez peroksydazy, jako Utworzone utleniacz ró¿nych substratów, w tym lipidów b³ony komórkowej, prowadz¹cligniny, do jej uszkodzenia i w konsekwencji do mierci zwi¹zków fenolowych, prekursorów auksyn i metabolitów wtórnych [40]. komórki. S¹ one tak¿e g³ównymi czynnikami odpowiedzialnymi za toksycznoæ perylenochinonów [13]. REAKTYWNE TLENU W KOMÓRKACH Oprócz indukcji reaktywnychFORMY form tlenu przez toksyny grzybowe, w wielu przypadkach obserwowano gwa³towny wzrost ich stê¿enia w cianie komórkowej, GOSPODARZA mitochondriach i/lub plastydach komórek gospodarza zwany wybuchem tlenowym (ang. Oxidative zarówno wybuch jednofazowy jak i Podczas infekcjiBurst). rolin Obserwowano przez grzyby nekrotroficzne powstawanie reaktywnych dwufazowy, np. u fasoli podczas infekcji przez Botrytis cinerea [61]. W niektórych form tlenu jest indukowane zarówno bezporednio przez dostarczane do komórki przypadkachtoksyny wybuchpatogena, tlenowy jak zdaje siê wp³ywaæ negatywnie na rozwój grzybów gospodarza i porednio w wyniku aktywacji specyficznych patogennych, np. Sclerotinia sclerotiorum mo¿e produkowaæ kwas szczawiowy, który szlaków sygna³owych gospodarza, obejmuj¹cych miêdzy innymi nap³yw jonów wapnia funkcjonuje jako supresor reaktywnych form tlenu [64]. Wybuch tlenowy jest oraz aktywacjê bia³ek G i Rac. Pozostaje nierozstrzygniête, czy w indukcji odpowiedzi przewa¿nie elementem procesów prowadz¹cych do mierci komórek gospodarza na atak nekrotrofów bior¹ udzia³ receptory wskazuje siê m.in. na mo¿liwoæi sprzyja wzrostowi patogena, alebia³ek nale¿yzawieraj¹cych zaznaczyæ, ¿edomenê istniej¹TIR równie¿ zaanga¿owania w tym procesie (ang. dowody Toll/ILwskazuj¹ce na brak znaczenia wybuchu tlenowego dla podatnoci rolin na infekcjê 1R domain) [56]. Zidentyfikowano liczne, niespecyficzne toksyny produkowane przez przez patogeny nekrotroficzne [20, fotouczulaczy 23]. grzyby, które wykazuj¹ aktywnoæ indukuj¹cych produkcjê reaktywEnzymy zaanga¿owane w generowanie wybuchu Nale¿¹ tlenowego nych form tlenu w wyniku wzbudzenia wiat³em. one todoprzede grupywszystkim perylenooksydazy NADPH [59, 60], które s¹ zlokalizowane transb³onowo w plazmolemie chinonów rozpuszczalnych w t³uszczach, np. cerkosporyna, elzynochrom czy altero-i katalizuj¹ reakcjê tlenu cz¹steczkowego wykorzystaniem NADPH jako toksyna I [14, 31]. redukcji Zwi¹zki te podczas wzbudzenia zprzez wiat³o ulegaj¹ przekszta³ród³a elektronów. Stanowi¹ one zró¿nicowan¹ grupê bia³ek, których homologi ceniu we wzbudzon¹ formê singletow¹, przechodz¹c¹ nastêpnie w bardziej stabiln¹ odkrytotrypletow¹. u rolin, zwierz¹t i grzybów,mo¿e a tak¿e u niektórych Protista [6]. Wszystkie formê Forma trypletowa ulegaæ jednej z dwóch typów reakcji: w oksydazy NADPH wykazuj¹ podobieñstwo strukturalne posiadaj¹ zwykle szeæ reakcji typu I forma trypletowa zostaje zredukowana do rodnika przez dodatkowy domen transb³onowych (w redukuje zwierzêcych oksydazach typu ponadtlenkowy, DUOX wystêpuje reduktor, a powstaj¹cy rodnik tlen, daj¹c anionorodnik za dodatkowa domena transb³onowa) z dwoma miejscami wi¹¿¹cymi hem oraz w reakcji typu II forma trypletowa przekazuje energiê wzbudzenia bezporednio na cytoplazmatyczne miejsce wi¹¿¹ce NADPH [6, 28, 52, 57]. Rolinne oksydazy tlen, daj¹c tlen singletowy. Utworzone RFT dokonuj¹ peroksydacji lipidów b³ony NADPH zawieraj¹ motywdod³oni EF - domenêi w o strukturze helisa-pêtla-helisa, która komórkowej, prowadz¹c jej uszkodzenia konsekwencji do mierci komórki. powoduje zmiany konformacyjne bia³ek pod wp³ywem za jonów Ca2+ i umo¿liwia S¹ one tak¿e g³ównymi czynnikami odpowiedzialnymi toksycznoæ perylenoregulacjê aktywnoci enzymu poprzez zmiany stê¿enia jonów wapnia. Oksydazy chinonów [13]. NADPH zró¿nicowane funkcje nie tlenu tylko przez w odpowiedzi na infekcjê, ale Opróczpe³ni¹ indukcji reaktywnych form toksynyrolin grzybowe, w wielu tak¿e w regulacji ró¿nicowania ksylemu lub aktywnoci aparatów szparkowych [4, przypadkach obserwowano gwa³towny wzrost ich stê¿enia w cianie komórkowej, 30, 49]. Wybuchi/lub tlenowy jest zwykle poprzedzony do komórki jonów mitochondriach plastydach komórek gospodarzanap³ywem zwany wybuchem tlenowym wapnia, które s¹ jednym z g³ównych przekaników sygna³u w ró¿nych procesach (ang. Oxidative Burst). Obserwowano zarówno wybuch jednofazowy, jak i zachodz¹cychnp. w ukomórkach (ryc. infekcji 1). W warunkach in vitro wykazano, ¿e niektórych aktywnoæ dwufazowy, fasoli podczas przez Botrytis cinerea [61]. W oksydaz NADPH mo¿e byæ bezporednio stymulowana przez stosunkowo du¿e przypadkach wybuch tlenowy zdaje siê wp³ywaæ negatywnie na rozwój grzybów stê¿enie jonównp. Ca2+, w zakresie 50 ?M - mo¿e 10 mMprodukowaæ [51], co wyklucza mo¿liwoæ patogennych, Sclerotinia sclerotiorum kwas szczawiowy, udzia³u tego mechanizmu in vivo. Jednak, wykazano, ¿e zwiêkszenie poziomu jonów który funkcjonuje jako supresor reaktywnych form tlenu [64]. Wybuch tlenowy jest Ca2+ w cytozolu jest rzeczywicie wymagane do produkcji RFT przez roliny [9].i przewa¿nie elementem procesów prowadz¹cych do mierci komórek gospodarza Ponadto wzrostowi wykazano,patogena, ¿e indukcja enzymatycznej oksydaz NADPH u sprzyja ale aktywnoci nale¿y zaznaczyæ, ¿e istniej¹ równie¿ dowody Arabidopsisna thaliana jest wynikiem fosforylacji dwóch reszt serynowych ich Nwskazuj¹ce brak znaczenia wybuchu tlenowego dla podatnoci rolin nanainfekcjê koñcach [29, 39] w wyniku dzia³ania kinazy bia³kowej zale¿nej od wapnia (ang. przez patogeny nekrotroficzne [20, 23]. Calcium-Dependent Protein Kinase, CDPK) [29]. Fosforylacja powoduje zmiany Enzymy zaanga¿owane w generowanie wybuchu tlenowego to przede wszystkim konformacyjne w domenie N-koñcowej, co umo¿liwia wi¹zaniewGTPazy Rac ii oksydazy NADPH [59, 60], które s¹ zlokalizowane transb³onowo plazmolemie indukcjê aktywnoci enzymatycznej. Produkowanyzwwykorzystaniem wyniku aktywnoci oksydazy katalizuj¹ reakcjê redukcji tlenu cz¹steczkowego NADPH jako 166 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ nadtlenek wodoru Stanowi¹ powodujeone dodatkowy nap³yw jonów Ca2+, które pe³ni¹ funkcjê ród³a elektronów. zró¿nicowan¹ grupê bia³ek, których homologi odkryto inhibitora wi¹zaniai GTPazy [65]. Natomiast w przypadku u rolin, zwierz¹t grzybów,zabia³kiem tak¿e u Rac niektórych Protista [6]. Wszystkie produkcji oksydazy reaktywnych form tlenu w wyniku strukturalne aktywnoci peroksydaz cianyszeæ komórkowej NADPH wykazuj¹ podobieñstwo maj¹ zwykle domen stwierdzono, ¿e (w oprócz nap³ywuoksydazach jonów wapnia wnêtrza komórki, istotne znaczenie transb³onowych zwierzêcych typudo DUOX wystêpuje dodatkowa domena ma wyp³yw jonów K+ do apoplastu [15]. Nap³yw jonów wapnia z apoplastu do transb³onowa) z dwoma miejscami wi¹¿¹cymi hem oraz cytoplazmatyczne miejsce cytozolu jest zale¿ny kana³ów bramkowanych wi¹¿¹ce NADPH [6, 28,od 52,aktywnoci 57]. Rolinnetransb³onowych oksydazy NADPH zawieraj¹ motyw d³oni cyklicznymi (ang. Cyclic Nucleotide Gated Channels, które EF domenênukleotydami o strukturze helisa-pêtla-helisa, która powoduje zmiany CNGCs), konformacyjne regulacjê aktywnoci enzymu RFT, poprzez posiadaj¹ wi¹¿¹c¹ Zaproponowano model produkcji w bia³ek poddomenê wp³ywem jonów kalmodulinê. Ca2+ i umo¿liwia zmiany jonów wapnia. Oksydazy NADPHotworzenie pe³ni¹ zró¿nico-wane funkcje nie którym stê¿enia percepcja elicytora patogena powoduje kana³ów wapniowych tylko w odpowiedzi rolin na infekcjê, ale tak¿e jonów w regulacji lub zbudowanych z CNGC2, wywo³uj¹c nap³yw Ca2+ró¿nicowania do komórki.ksylemu To z kolei aktywnoci aparatów szparkowych 30, bia³ka 49]. Wybuch tlenowy zwykle poprzedzony wywo³uje aktywacjê kalmoduliny[4,lub podobnego dojest kalmoduliny i w tym nap³ywem do komórki jonówkana³ów. wapnia, które s¹ jednym zkalmodulina g³ównych przekaników sygna³u samym czasie zamykanie Jednoczenie, aktywuje syntazê w ró¿nych procesach zachodz¹cych komórkach 1). W warunkach in vitro tlenku azotu, powoduj¹c produkcjêwtlenku azotu,(ryc. co prowadzi do odpowiedzi wykazano, ¿e aktywnoæ oksydaz mo¿e byæ bezporednio stymulowana przez nadwra¿liwoci zale¿nej od tlenkuNADPH azotu oraz nadtlenku wodoru [1]. Model ten zosta³ 2+ 50 mM 10 mM [51],siêcoekspresj¹ wyklucza stosunkowo du¿eu stê¿enie Ca , w zakresie potwierdzony mutantajonów A. thaliana cpr22, charakteryzuj¹cego mo¿liwoæ udzia³u tegoAtCNGC11/12, mechanizmu in uvivo. Jednak, wykazano, ¿e zwiêkszenie poziomu chimerowego bia³ka którego wykazano konstytutywn¹ aktywacjê rzeczywicie wymagane RFT przez jonów Ca2+ w cytozolu programowanej mierci jest komórki w sposób zale¿ny do od produkcji stê¿enia jonów Ca2+roliny [62]. [9].RYCINA Ponadto 1wykazano, ¿e indukcja aktywnoci enzymatycznej oksydaz NADPH u Arabidopsis thaliana jestwwynikiem dwóch reszt serynowych na ich NInnym ród³em RFT wybuchufosforylacji tlenowym podczas odpowiedzi A. thaliana na koñcach [29, 39] woxysporum wyniku dzia³ania kinazy bia³kowej od wapnia CDPK elicytor Fusarium mog¹ byæ enzymy cianyzale¿nej komórkowej: peroksydazy, (ang. Calcium-Dependent Protein Kinase) Fosforylacja powoduje zmiany oksydazy szczawianowe i oksydazy aminowe[29]. [8]. Nadtlenek wodoru produkowany konformacyjne w domenie N-koñcowej, co umo¿liwia wi¹zanie GTPazy Rac i indukcjêi przez te enzymy bierze udzia³ zarówno we wzmacnianiu ciany komórkowej aktywnoci enzymatycznej. Produkowany w wyniku aktywnoci oksydazy Oksydazy nadtlenek tworzeniu papilli jak równie¿ funkcjonuje jako cz¹steczka sygna³owa. 2+ , którez³o¿one, pe³ni¹ funkcjê inhibitora wi¹zania wodoru powodujes¹dodatkowy nap³yw jonów szczawianowe glikoproteinami, któreCatworz¹ wielopodjednostkowe GTPazy z bia³kiem Rac [65]. Natomiast w przypadku produkcji reaktywnych form tlenu kompleksy, katalizuj¹ce utlenianie szczawianów do dwutlenku wêgla, z jednoczesnym w wyniku aktywnoci peroksydaz ciany komórkowej stwierdzono, ¿e oprócz nap³ywu wytworzeniem nadtlenku wodoru. Aktywnoæ tych enzymów stwierdzono u wielu + apoplastu jonów wnêtrza komórki, znaczenie ma wyp³yw jonów K do¿yta rolin, wapnia w tym do u jêczmienia, burakaistotne cukrowego, sorgo, kukurydzy, owsa, i ry¿u [15]. jonów wapniaaminowe z apoplastu do cytozolu jest zale¿ny aktywnociz [58]. Nap³yw Miedziowe oksydazy katalizuj¹ utlenianie amin doodaldehydów transb³onowych kana³ówi bramkowanych cyklicznymi CNGCs (ang. wydzieleniem amoniaku nadtlenku wodoru. Oksydazynukleotydami te zlokalizowane s¹ w du¿ych Cyclic Nucleotide Gated Channels), rolin które dwuliciennych, maj¹ domenê wi¹¿¹c¹ ilociach w cianach komórkowych przede kalmodulinê. wszystkim u Zaproponowano model w którym m.in. percepcja elicytora patogenaNatomiast powoduje Leguminosae, lecz ichprodukcji obecnoæRFT, stwierdzono tak¿e u A. thaliana. otworzenie kana³ów wapniowych zbudowanych z CNGC2, wywo³uj¹c jonów u rolin jednoliciennych powszechne s¹ oksydazy poliaminowe [12].nap³yw Peroksydazy 2+ do komórki. To zlokalizowane z kolei wywo³ujes¹aktywacjê kalmoduliny bia³ka podobnego do Ca hemowe klasy III w macierzy ciany lub komórkowej, a tak¿e kalmoduliny i w tymte samym czasie zamykanieu kana³ów. Jednoczenie, kalmodulina wakuolach. Enzymy wystêpuj¹ powszechnie rolin w wielu izoformach i w cyklu aktywuje syntazê tlenku azotu, powoduj¹c tlenku co prowadzi do peroksydacji katalizuj¹ utlenianie du¿ej liczbyprodukcjê substratów, m.in. azotu, zwi¹zków fenolowych, odpowiedzi zale¿nej od tlenkuwtórnych azotu orazznadtlenku wodoru [1]. Model prekursorównadwra¿liwoci ligniny, auksyn i metabolitów wykorzystaniem nadtlenku ten zosta³jak potwierdzony u mutanta A. thaliana cpr22, charakteryzuj¹cego siêwekspresj¹ wodoru, równie¿ mog¹ produkowaæ RFT w alternatywnym cyklu, którym chimerowego bia³ka dodatkowe AtCNGC11/12, u którego wykazano konstytutywn¹ aktywacjê porednicz¹ tak¿e zwi¹zki w postaci odrêbnych reduktorów, np. 2+ [62]. programowanej mierciR-SH komórki sposób zale¿ny od stê¿enia jonów Ca peroksydaz zwi¹zków tiolowych i ichw rodników [2]. Funkcja fizjologiczna Innym ród³em RFT wprzede wybuchu tlenowym podczas odpowiedzi A. thaliana na hemowych jest zwi¹zana wszystkim z sieciowaniem i rearan¿acj¹ struktury elicytor Fusarium oxysporum mog¹ enzymy ciany komórkowej: polimerów ciany komórkowej, w tymbyæ ligniny i suberyny, co jest istotneperoksydazy, we wzrocie oksydazy szczawianowe i oksydazy aminowe [8].aNadtlenek wodoru produkowany przez wyd³u¿eniowym korzeni, kie³kowaniu nasion, tak¿e w tworzeniu papilli [7, 48]. Z te enzymy bierze udzia³peroksydazy zarówno we wzmacnianiu ciany komórkowej i tworzeniu papilli, kolei na przyk³adzie klasy III wyizolowanej z tataraku, wykazano, ¿e jak równie¿ funkcjonuje jako cz¹steczka sygna³owa. Oksydazy szczawianowe s¹ REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 167 RYCINA 1. Indukcja wybuchu tlenowego w cianie komórkowej gospodarza.W wyniku rozpoznania patogena w komórce rolinnej dochodzi m.in. do produkcji cAMP, aktywacji bia³ek Rac i przep³ywu jonów przez b³onê komórkow¹. Nap³yw jonów wapnia z apoplastu do cytoplazmy jest zale¿ny przede wszystkim od aktywnoci transb³onowych kana³ów bramkowanych cyklicznymi nukleotydami (CNGC). Ponadto, obserwuje siê wyp³yw jonów potasu i chloru, co powoduje podwy¿szenie pH ciany komórkowej. Peroksydazy ciany komórkowej s¹ odpowiedzialne za utlenianie szeregu substratów z wykorzystaniem nadtlenku wodoru jako utleniacza. Jednak w obecnoci odpowiednich reduktorów peroksydazy mog¹ produkowaæ nadtlenek wodoru. Proces ten jest zale¿ny od nap³ywu jonów potasu i/lub alkalizacji apoplastu. Aktywacja oksydaz NADPH zale¿na od jonów wapnia, CDPKs i bia³ek Rac równie¿ prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu. Reaktywne formy tlenu wp³ywaj¹ na stan fizjologiczny komórki, aktywnoæ bia³ek oraz ekspresjê genów poprzez wywo³ywanie uszkodzeñ oksydacyjnych wielkocz¹steczkowych sk³adników komórki. Skróty: cAMP cykliczny adenozynomonofosforan; CNGC kana³ jonowy bramkowany cyklicznymi nukleotydami; CDPK kinaza bia³kowa zale¿na od wapnia; Rac bia³ko z rodziny GTPaz dczas odpowiedzi obronnej fosforyluj¹ czynniki transkrypcyjne, wywo³uj¹c zmianê profilu eksp FIGURE 1. Induction of oxidative burst in the host cell wall: In plant cell production of cAMP, Rac protein activation and ion fluxes through the plasma membrane occur as the consequence of pathogen recognition. Calcium influx from the apoplast to the cytosol is in the great measure dependent on activity of transmembrane cyclic nucleotide-gated channels (CNGCs). Moreover, there can be observed potassium and chlorine ions influx, which triggers alkalization of the cell wall. Peroxidases of the cell wall are responsible for the oxidation of a large number of substrates using hydrogen peroxide as an oxidant. However, in the presence of appropriate reductors, peroxidases can produce hydrogen peroxide, which depends on potassium influx and/or alkalization of the apoplast. Activation of NADPH oxidases depends on calcium ions, CDPKs and Rac proteins. Reactive oxygen species affect the physiological state of the cell, proteins and gene expression through the oxidative damage of high molecular weight compounds of the cell. Abbreviations: cAMP cyclic adenosine monophosphate; CNGC cyclic nucleotide-gated channels; CDPK calcium-dependent protein kinase; Rac protein of GTPases familypodczas odpowiedzi obronnej fosforyluj¹ czynniki transkrypcyjne, wywo³uj¹c zmianê profilu eksp 168 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ kukurydzy Ustilago wp³ywem nadtlenku wodoru YAP1 jest utleniane glikoproteinami, któremaydis. tworz¹ Pod z³o¿one, wielopodjednostkowe kompleksy, katalizuj¹ce przez bia³ko Gpx3 podobne do peroksydazy glutationu iwytworzeniem powoduje utworzenie utlenianie szczawianów do dwutlenku wêgla, z jednoczesnym nadtlenku wewn¹trzcz¹steczkowych mostków stwierdzono dwusiarczkowych, zmieniaj¹ wodoru. Aktywnoæ tych enzymów u wieluktóre rolin, w tym ukonformacjê jêczmienia, czynnikacukrowego, transkrypcyjnego i umo¿liwiaj¹ jego transport j¹dra [36].oksydazy U rolin buraka sorgo, YAP1 kukurydzy, owsa, ¿yta i ry¿u [58].do Miedziowe natomiastkatalizuj¹ wykazano indukcjêamin czynnika transkrypcyjnego TGA1amoniaku przez bia³ko NPR1 aminowe utlenianie do aldehydów z wydzieleniem i nadtlenku (ang. Nonexpresser PR Genes 1)s¹wywo³an¹ zmianê komórkowego stanu wodoru. Oksydazy teofzlokalizowane w du¿ych przez ilociach w cianach komórkowych redoks. W postaci nieaktywnej NPR1 wystêpuje wlecz formie polimeru, którego rolin dwuliciennych, przede wszystkim u Leguminosae, ich obecnoæ stwierdzono podjednostki po³¹czone miêdzycz¹steczkowymi mostkami dwusiarczkowymi. m.in. tak¿e u A.s¹thaliana. Natomiast u rolin jednoliciennych powszechne s¹ oksydazy Redukcja mostków dwusiarczkowych powoduje monomerów NPR1,ciany które poliaminowe [12]. Peroksydazy hemowe klasy IIIuwolnienie zlokalizowane s¹ w macierzy po translokacji do j¹dra, aktywuj¹ TGA1 i indukuj¹powszechnie ekspresjê genów [37]. komórkowej, a tak¿e wakuolach. Enzymy te wystêpuj¹ u rolinPR w wielu Wskazuje siê mo¿liwoækatalizuj¹ aktywacji czynników izoformach i wtak¿e cyklu na peroksydacji utlenianie du¿ejtranskrypcyjnych liczby substratów,szoku m.in. cieplnego (ang. Heat Shock Transcription poprzezwtórnych tworzeniez zwi¹zków fenolowych, prekursorów ligniny,Factors, auksyn HSTFs) i metabolitów miêdzycz¹steczkowych mostków dwusiarczkowych i formowanie wykorzystaniem nadtlenku wodoru, jak równie¿ mog¹ produkowaædimerów RFT w aktywnych kompleksów. dostêpnych tak¿e danychdodatkowe pochodzi zzwi¹zki badañ nad HSTFs alternatywnym cyklu, wWiêkszoæ którym porednicz¹ w postaci ssaków, Drosophila melanogaster oraz dro¿d¿y, lecz istniej¹ przyk³ady silnej odrêbnych reduktorów, np. zwi¹zków tiolowych R-SH i ich rodników [2]. ekspresji Funkcja genów koduj¹cych te czynniki u rolin wp³ywem nadtlenku wodoru [34]. Ponadtoi fizjologiczna peroksydaz hemowych jestpod zwi¹zana przede wszystkim z sieciowaniem stwierdzonostruktury wp³yw polimerów RFT na ekspresjê innych genów w badaniach nad zmianami rearan¿acj¹ ciany komórkowej, w tym ligniny i suberyny, co jest profili we ekspresji genów pod wp³ywem wybuchu tlenowego, A.tworzeniu thaliana istotne wzrocie wyd³u¿eniowym korzeni, kie³kowaniu nasion,m.in. a tak¿eu w obserwowano wzrost ekspresji 3 925klasy genów [19]. papilli [7, 48]. piêciokrotny Z kolei na przyk³adzie peroksydazy III wyizolowanej z tataraku, ROLA RFT W ODDZIA£YWANIACH ROLIN wykazano, ¿e enzymy te mog¹ ograniczaæ wzrost i powodowaæ powa¿ne zaburzenia Z PATOGENAMI NEKROTROFICZNYMI w morfologii strzêpek patogennych grzybów Macrophomina phaseolina, Trichosporium Jednym z inajczêciej grzybów vesiculosum Fusarium badanych moniliforme [22]. nekrotroficznych jest B. cinerea, który wywo³uje chorobê zwan¹ szar¹ zgnilizn¹ u ponad 200 ró¿nych gatunków rolin. Dysponuje on bogatym zestawem enzymów pomagaj¹cych skolonizowaæ tkankê PERCEPCJA REAKTYWNYCH FORM TLENU rolinn¹ (wród nich kutynazami, lipazami i pektynazami), a tak¿e toksynami specyficznymi wzglêdem gospodarza (ang. host specific toxins), z których najlepiej poznan¹ jest botrydial Ponadto, form istniej¹ przes³anki wskazuj¹ce, ¿e podczas Mechanizm dzia³ania[63]. reaktywnych tlenu jako cz¹steczek sygna³owych w infekcji patogen ten aktywuje u rolin wybuch tlenowy, inicjuj¹cy programowan¹ szlakach przekazywania sygna³ów zwi¹zanych z interakcjami rolin z grzybami mieræ komórek. Wykazano, ¿e komórki thaliana akumuluj¹ nadtlenek wodoru i nekrotroficznymi jest w znacznej mierzeA.niewyjaniony. Podstaw¹ przekazywania anionorodnik ponadtlenkowy 6 godzin po inokulacji sporami lub elicytorem B. cinerea, sygna³u mo¿e byæ zmiana aktywnoci bia³ek docelowych poprzez utlenienie reszt a nastêpnie widoczne staj¹ siêreszt objawy dla odpowiedzi tiolowych cysteiny lub utlenianie innychcharakterystyczne aminokwasów tyrozyny, tryptofanu nadwra¿liwoci. Zarówno katalazy, i DPI (inhibitor oksydaz lub histydyny [18]. Jeli w dodanie reakcji bior¹ udzia³jakdwie reszty cysteiny proces NADPH) ten mo¿e hamuje tworzenie nekroz na liciach, co sugeruje, ¿e RFT s¹ odpowiedzialne za prowadziæ do utworzenia mostka dwusiarczkowego albo do utlenienia grupy tiolowej indukcjê programowanej mierci komórki. Natomiast u mutanta A. thaliana dnd1, do -SOH, -SO2H lub -SO3H zale¿nie od wartoci równowagowego potencja³u który wykazuje oksydanta. HR, nekrozy nie powstaj¹, a wzrost patogena zostaje redoks nie i dostêpnoci Poniewa¿ reszty tiolowe poszczególnych bia³ek zahamowany [23]. Chocia¿ B. cinerea wywo³uje u A. thaliana wybuch tlenowy ró¿ni¹ siê równowagowymi potencja³ami redoks, istnieje mo¿liwoæ precyzyjnej powi¹zany inicjacj¹ HR, wykorzystuj¹c to zjawisko do skutecznej kolonizacji regulacji ichz aktywnoci w zale¿noci od wewn¹trzkomórkowego stanu redoks [24]. gospodarza, istniej¹ przes³anki, ¿e RFT mog¹ byæ równie¿ zaanga¿owane w reakcjê Mostki dwusiarczkowe mog¹ zostaæ ponownie zredukowane przez tioredoksyny lub obronn¹ rolin przeciw temu grzybowi. A. thaliana z genem glutaredoksyny, a reszty -SOH przez Transformowane sulfiredoksyny roliny zapewnia to mechanizm peroksydazy FBP1 w orientacji antysensowej, wykazuj¹ obni¿on¹ ekspresjê odwracalnej modyfikacji bia³ek poprzez ich utlenienie. Mechanizm ten wydaje siê peroksydaz zaanga¿owanych w wybuch tlenowy, a w konsekwencji, mniejsz¹ byæ wydajnym sposobem regulacji ich aktywnoci, pozwalaj¹cym na wykorzystanie akumulacjê wodoru. Roliny te [50]. okazuj¹ siê znacznie bardziej podatne na tego procesunadtlenku w kaskadach sygna³owych infekcjê B. cinerea ni¿ roliny typu dzikiego [8]. Równie¿ badania nad pomidorem REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 169 wskazuj¹ na udzia³ RFTsygna³u w obronie przed tym patogenem. Okazuje podczas Z przekazywaniem zwi¹zanego z dzia³aniem RFT siê, jest¿ezwi¹zana infekcji przez B. cinerea, akumulacja w rolinach pomidora mniej podatnych aktywacja kaskady MAP kinaz H2O2 MAPKs (ang. Mitogen-Activated Protein nastêpuje wczeniej ni¿ uodpowiedzi kultywaru bardziej wiêcej,transkrypcyjne, u rolin mniej Kinases), które podczas obronnejpodatnego. fosforyluj¹ Co czynniki podatnych zmianê w apoplacie do szybkiego aktywnoci wywo³uj¹c profilu dochodzi ekspresji genów [35]. U wzrostu Arabidopsis thaliana peroksydaz zrekonstruwzglêdem substratów charakterystycznych dlaoraz izoenzymów odpowiedzialnych za owano kaskady ANP1-AtMEK4-AtMPK3 ANP1-AtMEK5-AtMPK6, w lignifikacjê, a tym za wzmacnianie ciany komórkowej [41]. Ponadto u których ANP1 mo¿esamym byæ bezporednio aktywowana przez nadtlenek wodoru [43]. pomidora cinerea traktowanego u Aktywnoæinokulowanego AtMPK3 oraz sporami AtMPK6B.wykazano m.in. podczas o-hydroksyrutyn¹, infekcji B. cinerea, któregoindukuj¹ dochodzi do zwiêkszonej produkcji RFT, nekrozy wywo³ywane przez grzyb gdzie ekspresjê genów koduj¹cych enzymy szlaku syntezy kamaleksyny. obejmuj¹ mniejszy obszar licia tych w porównaniu z kontrol¹. W dodatku obserwuje siê Dodatkowo, o zaanga¿owaniu kinaz w reakcjê obronn¹ przeciw B. cinerea obni¿on¹ efektywnoæ kie³kowania spor patogena, najprawdopodobniej pozwala wiadczy obni¿enie odpornoci mutantów mpk3 i co mpk6 [44]. Wykazano równie¿, rolinie na mobilizacjê odpowiedzi obronnej. za tym istotne zwiêkszenie ¿e nadtlenek wodoru aktywuje kinazy OXI1Przemawia (ang. Oxidative Signal-Inducible1) aktywnoci peroksydaz, sugeruj¹c mo¿liwoæ ich udzia³u Diphosphate we wzmacnianiu ciany oraz AtNDPK2 (ang. Arabidopsis thaliana Nucleoside Kinase 2) komórkowej Wykazano, ¿e mutanty B. cinereai AtMPK6 z delecj¹ (ang. genu Arabidopsis miedziowopotrzebne do [33]. efektywnej indukcji kaskad AtMPK3 cynkowej Mitogen-activated dysmutazy ponadtlenkowej BCSOD1[45]. (ang. Botrytis cinerea Superoxide thaliana Protein Kinase) Dismutase 1) charakteryzuj¹ siê istotnie zmniejszon¹ w stosunku do Reaktywne formy tlenu mog¹ równie¿ wp³ywaæ wirulencj¹ na aktywacjê czynników Phaseolus vulgaris.patogenów, Z jednej strony mo¿na tonat³umaczyæ zwiêkszon¹ akumulacj¹ transkrypcyjnych co wykazano przyk³adzie YAP1 (ang. Yeastanionorodnika ponadtlenkowego w komórkach prowadz¹c¹ do stresu Associated Protein 1) wystêpuj¹cego u dro¿d¿y patogena oraz u biotroficznego patogena oksydacyjnego lub maydis. brakiemPod ochrony przednadtlenku wysokimwodoru stê¿eniem kukurydzy Ustilago wp³ywem YAP1anionorodnika jest utleniane ponadtlenkowego przez rolinê.glutationu Z drugieji strony, zak³adaj¹c, ¿e przez bia³ko Gpx3wytwarzanym podobne do peroksydazy powoduje utworzenie produkcja H2O2 przez BCSOD1 ma zwi¹zek z indukcj¹ HR u rolin, mutant wewn¹trzcz¹steczkowych mostków dwusiarczkowych, które zmieniaj¹ konformacjê ?bcsod1 mo¿e byæ pozbawiony czynnika [47]. czynnika transkrypcyjnego YAP1istotnego i umo¿liwiaj¹ jegowirulencji transport do j¹dra [36]. U rolin S. sclerotiorum, patogen ponad 300 gatunków rolin, który jest natomiast wykazanonekrotroficzny indukcjê czynnika transkrypcyjnego TGA1 przez bia³ko NPR1 spokrewniony z B. of cinerea, wydziela podczas przez infekcji niespecyficzn¹ wzglêdem (ang. Nonexpresser PR Genes 1) wywo³an¹ zmianê komórkowego stanu gospodarza kwas szczawiowy, w niewyjaniony dotychczasktórego sposób redoks. W toksynê postaci -nieaktywnej NPR1 który wystêpuje w formie polimeru, hamuje wybuch w rolinie. Kwas szczawiowy ponadtodwusiarczkowymi. obni¿a pH ciany podjednostki s¹ tlenowy po³¹czone miêdzycz¹steczkowymi mostkami komórkowej roliny oraz chelatuje kationy wystêpuj¹ce w kompleksie Redukcja mostków dwusiarczkowych powodujewapnia uwolnienie monomerów NPR1, którez pektynami, stwarzaj¹c tymaktywuj¹ samym odpowiednie warunkiekspresjê dla aktywnoci po translokacji do j¹dra TGA1 i indukuj¹ genów enzymów PR [37]. pektynolitycznych wydzielanych przez grzyba. Wykazano, kwas szczawiowy jest Wskazuje siê tak¿e na mo¿liwoæ aktywacji czynników ¿e transkrypcyjnych szoku niezbêdny dlaHSTFs wirulencji grzyba [25]. Roliny tytoniu typu poprzez dzikiego tworzenie wykazuj¹ cieplnego (ang.tego Heat Shock Transcription Factors) du¿¹ aktywnoæ katalazymostków i akumuluj¹ umiarkowanei iloci RFT jedynie w aktywtrakcie miêdzycz¹steczkowych dwusiarczkowych formowanie dimerów pierwszych 24 godzin po inokulacji S. sclerotiorum. Natomiastztytoñ transgeniczny, nych kompleksów. Wiêkszoæ dostêpnych danych pochodzi badañ nad HSTFs z ekspresj¹ genu dekarboksylazy szczawianu z Trametes 24 godziny po ssaków, Drosophila melanogaster oraz dro¿d¿y, lecz versicolor, istniej¹ przyk³ady silnej inokulacjigenów wykazuje bardzotenisk¹ aktywnoæ i wytwarza du¿ewodoru iloci ekspresji koduj¹cych czynniki u rolinkatalazy pod wp³ywem nadtlenku nadtlenku wodoru. Na tych rolinach wzrost grzyba S. innych sclerotiorum [34]. Ponadto stwierdzono wp³yw RFT na ekspresjê genówjest w wolniejszy badaniach ni¿ na rolinachprofili dzikich. Nie mo¿na tego zjawiska przypisaæ bezporednio nad zmianami ekspresji genówjednak pod wp³ywem wybuchu tlenowego, m.in. u toksycznemu dzia³aniu nadtlenku wodoru, poniewa¿ S. sclerotiorum w [19]. warunkach A. thaliana obserwowano piêciokrotny wzrost ekspresji 3 925 genów in vitro toleruje nawet znaczne stê¿enia RFT. Interesuj¹ce, ¿e transgeniczny tytoñ CAT1AS z obni¿on¹ aktywnoci¹ katalazy, chocia¿ produkuje znaczne iloci H2O2, RFTodpornoci W ODDZIA£YWANIACH ROLIN nie wykazujeROLA zwiêkszonej na infekcjê tym patogenem [64]. Transgeniczne roliny s³onecznika z ekspresj¹ genu NEKROTROFICZNYMI oksydazy szczawianu pszenicy, która utlenia Z PATOGENAMI kwas szczawiowy do nadtlenku wodoru i CO2 równie¿ wykazuj¹ zwiêkszon¹ odpornoæ infekcjê S. sclerotiorum. Stwierdzono u nich jest zwiêkszony poziom Jednym znanajczêciej badanych grzybów nekrotroficznych B. cinerea, który akumulacji nadtlenku wodoru i kwasu salicylowego, a tak¿e zwiêkszon¹ ekspresjê wywo³uje chorobê zwan¹ szar¹ zgnilizn¹ u ponad 200 ró¿nych gatunków rolin. 170 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ m.in. genówon PR-5 i defensyny bez inokulacji Ponadto roliny wykazuj¹ Dysponuje bogatym zestawem enzymówpatogenem. pomagaj¹cych skolonizowaæ tkankê fenotyp typu "lesion ze mierci¹ komórek podobn¹ do aHR. Jednak za ten rolinn¹ (wród nichmimic" kutynazami, lipazami i pektynazami), tak¿e toksynami fenotyp niekoniecznie jestgospodarza odpowiedzialny zwiêkszony wodoru, specyficznymi wzglêdem (ang. host specific poziom toxins), nadtlenku z których najlepiej poniewa¿ jegobotrydial egzogenne podanie nie istniej¹ wywo³uje mierci wskazuj¹ce, komórek, lecz poznan¹ jest [63]. Ponadto, przes³anki ¿e indukuje podczas ekspresjê genów ten obrony [26]. u rolin wybuch tlenowy, inicjuj¹cy programowan¹ infekcji patogen aktywuje Wydaje siê, ¿e nekrotroficzny grzyb Alternaria alternata równie¿wodoru mo¿e mieræ komórek. Wykazano, ¿e komórki A. thaliana akumuluj¹ nadtlenek produkcjê RFT6 do skutecznej kolonizacji komórek gospodarza. iwykorzystywaæ anionorodnik ponadtlenkowy godzin po inokulacji sporami lub elicytorem B. Wykazano w b³onie komórkowej komórek gruszy cinerea, a indukcjê nastêpnieultrastrukturalnych widoczne staj¹ siêzmian objawy charakterystyczne dla odpowiedzi przez specyficzn¹ toksynêdodanie AK-I zkatalazy, A. alternata. W miejscach, w których b³ona nadwra¿liwoci. Zarówno jak i DPI (inhibitor oksydaz NADPH) komórkowa by³a najbardziej akumulacjê nadtlenku wodoru. hamuje tworzenie nekroz nauszkodzona, liciach, costwierdzono sugeruje, ¿e RFT s¹ odpowiedzialne za Zmiany by³y najbardziej widoczne w komórkach rolinukultywaru wra¿liwego [55]. indukcjê programowanej mierci komórki. Natomiast mutanta A. thaliana dnd1, Wykazano równie¿ akumulacjê RFTnie w sporach, strzêpkach przycistkach który nie wykazuje HR, nekrozy powstaj¹, a wzrostrostkowych, patogena zostaje zaha(ang. Appressorium) A. B. alternata w cianach komórkowych b³onach mowany [23]. Chocia¿ cinereaa tak¿e wywo³uje u A. thaliana wybuchi tlenowy komórkowych w podatnych rolin gruszy, lecz nie podczas infekcjikolonizacji lici rolin powi¹zany z inicjacj¹ HR,liciach wykorzystuj¹c to zjawisko do skutecznej odpornych [54]. gospodarza, istniej¹ przes³anki, ¿e RFT mog¹ byæ równie¿ zaanga¿owane w reakcjê U czêciowo rolingrzybowi. rzepaku inokulowanych sporami Alternaria brassicaez obronn¹ rolin odpornych przeciw temu Transformowane roliny A. thaliana 48 godzin po inokulacji wykazano wzrost zawartoci kilku bia³ekobni¿on¹ detoksyfikuj¹cych genem peroksydazy FBP1 w orientacji antysensowej, wykazuj¹ ekspresjê RFT t.j. peroksyredoksynê, peroksydazê glutationu, dehydroaskorbinianu peroksydaz zaanga¿owanych w wybuch tlenowy, reduktazê a w konsekwencji, mniejsz¹ oraz bia³ek nadtlenku GLP (ang.wodoru. Germin-Like Prawdopodobnie GLPs pe³ni¹ akumulacjê RolinyProtein). te okazuj¹ siê znacznie bardziej podatnerolê na zewn¹trzkomórkowych SOD.typu Innym bia³kiem, któregobadania wzmo¿on¹ ekspresjê infekcjê B. cinerea ni¿ roliny dzikiego [8]. Równie¿ nad pomidorem stwierdzono w liniiRFT rzepaku tolerancyjnej A. brassicae jest siê, kinaza NDPK wskazuj¹ na udzia³ w obronie przed tymna patogenem. Okazuje ¿e podczas w rolinach pomidora mniej podatnych zaanga¿owana przekazywanie sygna³u warunkach stresu abiotycznego; u A. infekcji przez B.w cinerea, akumulacja H2Ow 2 nastêpujestwierdzono, wczeniej ni¿ kultywaru bardziej podatnego. Co wiêcej, u rolin mniej thaliana ¿eunadekspresja AtNDPK2 daje odpornoæ na ró¿ne czynniki podatnychi obni¿on¹ w apoplacie dochodzi do [53]. szybkiego wzrostu aktywnoci peroksydaz stresowe akumulacjê RFT wzglêdem substratów charakterystycznych izoenzymów odpowiedzialnych za Reaktywne formy tlenu mog¹ wp³ywaæ dla na indukcjê mierci komórki, zmiany lignifikacjê, a tym samym za wzmacnianie komórkowej [41]. Ponadto u profilu ekspresji genów, indukcjê biosyntezy ciany fitoaleksyn lub rearan¿acjê struktury pomidora inokulowanego cinerea traktowanego o-hydroksyrutyn¹, u ciany komórkowej. Czêstosporami podczas B. reakcji obronnej roliny dochodzi do aktywacji którego syntezy dochodzizwi¹zków do zwiêkszonej produkcji RFT, nekrozy przez grzybi szlaku fenylopropanowych, które s¹wywo³ywane prekursorami ligniny obejmuj¹ mniejszy obszar licia w porównaniu z kontrol¹. W dodatku obserwuje siê suberyny oraz fitoaleksyn - niskocz¹steczkowych zwi¹zków, które wywieraj¹ obni¿on¹ efektywnoæ kie³kowania spor patogena, najprawdopodobniej pozwala toksyczny efekt na patogeny [67]. Istniej¹ dowodycowskazuj¹ce na zaanga¿owanie rolinie mobilizacjê obronnej. Przemawia za tym istotne zwiêkszenie RFT w na indukcjê tych odpowiedzi reakcji. Wytwarzanie anionorodnika ponadtlenkowego jest aktywnocidoperoksydaz, ich udzia³uodpornociowej we wzmacnianiu ciany niezbêdne akumulacjisugeruj¹c fitoaleksynmo¿liwoæ podczas odpowiedzi komórek komórkowej [33]. Wykazano, mutanty B. cinerea z delecj¹ genu miedziowotytoniu [42]. Podczas infekcji A.¿ethaliana przez F. oxysporum stwierdzono korelacjê cynkowej dysmutazy ponadtlenkowej BCSOD1 (ang. pod Botrytis cinereatoksyny Superoxide pomiêdzy wytwarzaniem RFT i syntez¹ kamaleksyny wp³ywem tego Dismutase 1) charakteryzuj¹ zmniejszon¹ w thaliana stosunkuesa1 do grzyba - kwasu fuzarynowego siê [11].istotnie Wykazano równie¿, wirulencj¹ ¿e mutant A. Phaseolus vulgaris. Z jednej strony mo¿na towykazuje t³umaczyæ zwiêkszon¹ akumulacj¹ (ang. Enhanced Susceptibility to Alternaria1) znacznie obni¿ony poziom anionorodnika ponadtlenkowego w komórkach patogena prowadz¹c¹ do stresu biosyntezy kamaleksyny oraz defensyny PDF1.2 w odpowiedzi na zwi¹zki indukuj¹ce oksydacyjnego lub brakiem ochrony wysokim stê¿eniem anionorodnika tworzenie RFT. Ponadto stwierdzono, ¿e przed mutanty esa1 wykazuj¹ obni¿on¹ odpornoæ ponadtlenkowego wytwarzanym przez brassicicola, rolinê. Z drugiej strony, zak³adaj¹c, ¿e na grzyby nekrotroficzne tj. Alternaria B. cinerea i Plectosphaerella O przez BCSOD1 ma zwi¹zek z indukcj¹ HR u rolin, mutant produkcja Horaz cucumerina nie s¹ zdolne do syntezy kamaleksyny równie¿ w odpowiedzi na 2 2 Dbcsod1 mo¿e maculans byæ pozbawiony istotnego wirulencji Leptosphaeria [10]. Inny mutantczynnika A. thaliana, ups1, [47]. podczas infekcji B. S. sclerotiorum, nekrotroficzny patogen ponad 300 gatunków jest cinerea wykazywa³ obni¿on¹ ekspresjê genów indukowanych przezrolin, RFT iktóry obni¿on¹ spokrewniony z B. cinerea, podczas infekcji niespecyficzn¹ wzglêdem akumulacjê kamaleksyny [16]. wydziela Badania prowadzone na rolinach pomidora odpornych REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 171 i podatnychtoksynê na atak B.kwas cinerea (w tym mutancie pomidora o obni¿onej zdolnoci gospodarza szczawiowy, który w niewyjaniony dotychczas sposób do akumulacji abscysynowego i zwiêkszonej odpornoci na infekcjê przez hamuje wybuchkwasu tlenowy w rolinie. Kwas szczawiowy ponadto obni¿a pH ciany B. cinerea) wykaza³y, ¿e wybuch tlenowy u tych pierwszych zachodzi wczeniej, az komórkowej roliny oraz chelatuje kationy wapnia wystêpuj¹ce w kompleksie ponadto dochodzi u nich do odpowiednie silniejszej aktywacji w apoplacie pektynami, stwarzaj¹c tymtak¿e samym warunki peroksydaz dla aktywnoci enzymów zaanga¿owanych w przebudowêprzez ciany komórkowej [5]. wyników pektynolitycznych wydzielanych grzyba. Wykazano, ¿e Podobnych kwas szczawiowy jest dostarczy³ydla badania nad odpowiedzi¹ s³onecznika na typu atak Alternaria helianthi niezbêdny wirulencji tego grzybaobronn¹ [25]. Roliny tytoniu dzikiego wykazuj¹ - roliny podatnekatalazy równie¿i wykazywa³y wczeniejsz¹ iloci aktywacjê ekspresjiwró¿nych du¿¹ aktywnoæ akumuluj¹ umiarkowane RFT jedynie trakcie izoform peroksydaz ciany komórkowej [3]. Z Natomiast drugiej strony, badania nad pierwszych 24 godzin po inokulacji S. sclerotiorum. tytoñ transgeniczny, thaliana i B. cinerea mog¹z sugerowaæ, ¿e w wielu24przypadkach zoddzia³ywaniem ekspresj¹ genu A. dekarboksylazy szczawianu Trametes versicolor, godziny po wybuch tlenowy i modyfikacje komórkowej wp³ywaj¹ du¿e na poziom inokulacji wykazuje bardzo nisk¹ciany aktywnoæ katalazyniei wytwarza iloci odpornociwodoru. rolin Na na tych grzyby nekrotroficzne. Wykazano, ¿e oligogalakturonidy nadtlenku rolinach wzrost grzyba S. sclerotiorum jest wolniejszy uwalniane z degradowanej trakcie ataku ciany bezporednio komórkowej ni¿ na rolinach dzikich. Nie w mo¿na jednak tegonekrotrofów zjawiska przypisaæ gospodarza wywo³uj¹ wybuchwodoru, tlenowyponiewa¿ i skorelowan¹ z nim akumulacjê kalozy. toksycznemu dzia³aniusilny nadtlenku S. sclerotiorum w warunkach Jednak, mutant nawet atrbohD z niefunkcjonaln¹ NADPH nie wykazywa³ in vitro toleruje znaczne stê¿enia RFT. oksydaz¹ Interesuj¹ce, ¿e transgeniczny tytoñ obni¿onej zodpornoci na B. cinerea,katalazy, pomimochocia¿ braku wybuchu tlenowego akumulacji CAT1AS obni¿on¹ aktywnoci¹ produkuje znaczne iiloci H2O2, nie wykazuje zwiêkszonej odpornoci na infekcjê tym patogenem [64]. Transgeniczne kalozy w porównaniu do rolin typu dzikiego [20]. roliny s³onecznika z ekspresj¹ oksydazy szczawianu na pszenicy, utlenia Jak dot¹d zgromadzono wielegenu dowodów wskazuj¹cych istotn¹ która rolê RFT w równie¿ wykazuj¹ zwiêkszon¹ kwas szczawiowy nadtlenku indukowaniu miercidokomórki [21].wodoru Jednymi zCO czynników moduluj¹cych aktywacjê 2 odpornoæ na infekcjê S. sclerotiorum. Stwierdzono u nich zwiêkszony poziom mierci komórki s¹ RFT produkowane w mitochondriach. W prawid³owo akumulacji nadtlenku wodoru i kwasu salicylowego, a tak¿e zwiêkszon¹ ekspresjê funkcjonuj¹cym ³añcuchu oddechowym mitochondriów cz¹steczka tlenu ulega m.in. genów PR-5 i defensyny bez inokulacji roliny wykazuj¹ czteroelektronowej redukcji przez oksydazê patogenem. cytochromuPonadto c. Ze wzglêdu na silne fenotyp typu lesion mimic ze mierci¹ podobn¹ do HR. nie Jednak za ten powinowactwo cytochromu c do tlenu, komórek aktywnoæ tego enzymu powoduje fenotyp niekoniecznie jest form odpowiedzialny zwiêkszony poziom nadtlenku wodoru, tworzenia zredukowanych tlenu. Jednak na wczeniejszych etapach ³añcucha poniewa¿ jego mo¿e egzogenne podanie nie wywo³uje mierci komórek, lecz(kompleks indukuje oddechowego, dojæ do ich produkcji przez dehydrogenazê NADH ekspresjê [26]. I), a tak¿egenów przez obrony semiubichinonow¹ formê koenzymu Q (kompleks III). Nawet w Wydaje siê, ¿e nekrotroficzny grzyb alternataprzez równie¿ mo¿e wykorzyswarunkach fizjologicznych, niemal 2% Alternaria tlenu zu¿ywanego mitochondria zostaje tywaæ produkcjê RFT do skutecznej kolonizacji komórek gospodarza. wykorzystane do produkcji anionorodnika ponadtlenkowego, a nastêpnie Wykazano nadtlenku indukcjê ultrastrukturalnych zmian w b³onie komórek gruszy przez wodoru przez dysmutazy ponadtlenkowe [46].komórkowej W badaniach interakcji pomiêdzy specyficzn¹ toksynê AK-I z A. alternata. W miejscach, w których komórkowa owsem a grzybem Cochliobolus victoriae stwierdzono m.in., b³ona ¿e jego toksyna by³a najbardziej uszkodzona, stwierdzono akumulacjê nadtlenku wodoru. Zmiany by³y wiktoryna indukuje produkcjê RFT w mitochondriach, a zastosowanie "zmiataczy" najbardziej w powoduje komórkachsupresjê rolin kultywaru wra¿liwego [55]. Wykazano reaktywnychwidoczne form tlenu mitochondrialnego wybuchu tlenowego równie¿ akumulacjê RFT w sporach, rostkowych, (appresoraz prowadzi do opónienia objawówstrzêpkach mierci komórki, takichprzycistkach jak degradacja DNA sorium) A. alternata a tak¿e[66]. w cianach komórkowych i b³onach komórkowych w i kondensacja chromatyny podatnych liciach rolin gruszy, lecz nie podczas infekcji lici rolin odpornych [54]. U czêciowo odpornych rolin rzepaku inokulowanych zarodnikami Alternaria brassicae 48 godzin po inokulacji wykazano wzrost zawartoci kilku bia³ek LITERATURA detoksyfikuj¹cych tj. peroksyredoksynê,F,peroksydazê [1] ALI R, MARFT, W, LEMTIRI-CHLIEH TSALTAS glutationu, D, LENG reduktazê Q, VON dehydroaskorbinianu oraz bia³ek GLP (ang.don't Germin-Like Prawdopodobnie BODMAN S, BERKOWITZ GA. Death have noProtein). mercy and neither does GLPs pe³ni¹ rolê zewn¹trzkomórkowych SOD. Innym bia³kiem, którego and wzmo¿on¹ calcium: Arabidopsis CYCLIC NUCLEOTIDE GATED CHANNEL2 innate ekspresjê w linii rzepaku tolerancyjnej na A. brassicae, jest kinaza immunity. stwierdzono Plant Cell 2007; 19: 1081-1095. NDPK zaanga¿owana przekazywanie sygna³u w warunkach stresu abiotycznego; [2] ALMAGRO L, w GÓMEZ ROS LV, BELCHI-NAVARRO S, BRU R, ROSu A. thaliana ¿e nadekspresja AtNDPK2indaje na ró¿ne BARCELÓ A, stwierdzono, PEDRE?O MA. Class III peroxidases plantodpornoæ defence reactions. i obni¿on¹ Jczynniki Exp Botstresowe 2009; 60: 377-390.akumulacjê RFT [53]. 172 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ [3] ANJANAformy G, KINI SHETTY H, PRAKASH Differential expression Reaktywne tlenuK,mog¹ wp³ywaæ na indukcjêH. mierci komórki, zmiany of sunflower peroxidase transcriptsfitoaleksyn during necrotrophic interaction with profilu ekspresji genów,isoforms indukcjêand biosyntezy lub rearan¿acjê struktury Alternaria helianthi. Czêsto Russ J podczas Plant Physiol 54: 513-517. ciany komórkowej. reakcji2007; obronnej roliny dochodzi do aktywacji [4] ASAI S, OHTA K, YOSHIOKA H. MAPKktóre signaling regulates nitric oxidei szlaku syntezy zwi¹zków fenylopropanowych, s¹ prekursorami ligniny and NADPH oxidative burstszwi¹zków, in Nicotiana bentamiana. Cell suberyny orazoxidase-dependent fitoaleksyn niskocz¹steczkowych które wywieraj¹ Plant toksyczny 2008; 20:patogeny 1390-1406. efekt na [67]. Istniej¹ dowody wskazuj¹ce na zaanga¿owanie RFT w indukcjê ASSELBERGH B, CURVERS K, FRANCAjestSC, AUDENAERT K, tych[5]reakcji. Wytwarzanie anionorodnika ponadtlenkowego niezbêdne do akumulacji VUYLSTEKE M, odpowiedzi VAN BREUSEGEM F, HÖFTE M. Resistance to Botrytis fitoaleksyn podczas odpornociowej komórek tytoniu [42]. Podczas infekcji cinerea in sitiens, abscisic acid-deficient mutant, involves timely production A. thaliana przez an F. oxysporum stwierdzonotomato korelacjê pomiêdzy wytwarzaniem RFT of hydrogen peroxide andpod cellwp³ywem wall modifications in thegrzyba epidermis. Plantfuzarynowego Physiol 2007; i syntez¹ kamaleksyny toksyny tego kwasu 144: [11]. 1863-1877. Wykazano równie¿, ¿e mutant A. thaliana esa1 (ang. Enhanced Susceptibility BEDARDwykazuje K, LARDY B, KRAUSE NOX family NADPH oxidases: to [6] Alternaria1) znacznie obni¿onyK-H. poziom biosyntezy kamaleksyny oraz Not just in PDF1.2 mammals. 89: 1107-1112. defensyny w Biochimie odpowiedzi2007; na zwi¹zki indukuj¹ce tworzenie RFT. Ponadto [7] BERNARDS MA, DK, RAZEM FA. Oxidases, stwierdzono, ¿e mutanty esa1SUMMERHURST wykazuj¹ obni¿on¹ odpornoæ na grzyby nekrotroficzne, peroxidases hydrogen peroxide: Thei suberin connection. Phytochemoraz Rev nie 2004; tj. Alternariaand brassicicola, B. cinerea Plectosphaerella cucumerina s¹ 3: 113-126. zdolne do syntezy kamaleksyny równie¿ w odpowiedzi na Leptosphaeria maculans [8]Inny BINDSCHEDLER LV,ups1, DEWDNEY J, BLEE KA, STONE JM, obni¿on¹ ASAI T, [10]. mutant A. thaliana, podczas infekcji B. cinerea wykazywa³ PLOTNIKOV DENOUX C, przez HAYES T, iGERRISH C, DAVIESkamaleksyny DR, AUSUBEL ekspresjê genówJ, indukowanych RFT obni¿on¹ akumulacjê [16]. FM, BOLWELL GP. na Peroxidase-dependent apoplastic oxidative burst in Arabidopsis Badania prowadzone rolinach pomidora odpornych i podatnych na atak B. cinerea required for pathogen resistance. Plantzdolnoci J 2006;do 47:akumulacji 851-863. kwasu abscysynowego (w tym mutancie pomidora o obni¿onej [9] BLUMEodpornoci B, NÜRNBERGER T, NASS N, SCHEEL D. ¿e Receptor-mediated i zwiêkszonej na infekcjê przez B. cinerea) wykaza³y, wybuch tlenowy increase in cytoplasmic freewczeniej, calcium required fordochodzi activation of pathogen in u tych pierwszych zachodzi a ponadto u nich tak¿e do defense silniejszej parsley. Plant Cell 2000;w12:apoplacie 1425-1440.zaanga¿owanych w przebudowê ciany aktywacji peroksydaz [10] BOHMAN S, STAAL THOMMAbadania BP, WANG M, DIXELIUS C. komórkowej [5]. Podobnych wynikówJ,dostarczy³y nad odpowiedzi¹ obronn¹ Characterisation of s³onecznika an Arabidopsis-Leptosphaeria maculans roliny pathosystem: odpornych odmian na atak Alternaria helianthi, podatneresistance równie¿ partially requires camalexin aktywacjê biosynthesis and is independent of salicylic acid, ethylene wykazywa³y wczeniejsz¹ ekspresji ró¿nych izoform peroksydaz ciany and jasmonic [3]. acidZsignalling. Plant Jbadania 2004; 37: komórkowej drugiej strony, nad9-20. oddzia³ywaniem A. thaliana i B. [11] mog¹BOUIZGARNE B, wielu EL-MAAROUF-BOUTEAU H, FRANKART C, cinerea sugerowaæ, ¿e w przypadkach wybuch tlenowy i modyfikacje REBOUTIER D,nieMADIONA K, PENNARUN AM, MONESTIEZ M, ciany komórkowej wp³ywaj¹ na poziom odpornoci rolin na grzyby nekrotroficzne. TROUVERIE AMIAR Z, BRIAND J, BRAULT M, RONA JP, Wykazano, ¿e J,oligogalakturonidy uwalniane z degradowanej w OUHDOUCH trakcie ataku Y, EL HADRAMI BOUTEAU F. Early physiological of Arabidopsis nekrotrofów cianyI, komórkowej gospodarza wywo³uj¹ responses silny wybuch tlenowy i thaliana cellsztonim fusaric acid: toxic and Jednak, signalling effects. New Phytol 2006; 169: skorelowan¹ akumulacjê kalozy. mutant atrbohD z niefunkcjonaln¹ 209-218. oksydaz¹ NADPH nie wykazywa³ obni¿onej odpornoci na B. cinerea w porównaniu [12] CONA A, REA G, ANGELINI R, tlenowego FEDERICO R, TAVLADORAKI z rolinami typu dzikiego, pomimo braku wybuchu i akumulacji kalozy [20]. P. Functions amine oxidases in plant development and defence. Trends Jak dot¹d of zgromadzono wiele dowodów wskazuj¹cych na istotn¹ rolêPlant RFTSci w 2006; 11: 80-88. indukowaniu mierci komórki [21]. Jednym z czynników moduluj¹cych aktywacjê [13] komórki DAUB M, EHRENSHAFT The photoactivated Cercospora toxin mierci s¹ RFT produkowane w M. mitochondriach. W prawid³owo funkcjocercosporin: Contributions to plant disease and fundamental Annu Rev nuj¹cym ³añcuchu oddechowym mitochondriów cz¹steczka tlenu biology. ulega czteroelektroPhytopathol 2000; 38:oksydazê 461-490. cytochromu c. Ze wzglêdu na silne powinowactwo nowej redukcji przez [14] DAUB ME, HERRERO S, CHUNG KR. tworzenia Photoactivated cytochromu c do tlenu, aktywnoæ tego enzymu nie powoduje zreduperylenequinone in fungalnapathogenesis of plants. FEMS Microbiol Lett 2005; kowanych form toxins tlenu. Jednak wczeniejszych etapach ³añcucha oddechowego, 252: mo¿e197-206. dojæ do ich produkcji przez dehydrogenazê NADH (kompleks I), a tak¿e przez semiubichinonow¹ formê koenzymu Q (kompleks III). Nawet w warunkach REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 173 [15] DAVIES DR, BINDSCHEDLER LV, STRICKLAND TS, BOLWELL fizjologicznych, niemal 2% tlenu zu¿ywanego przez mitochondria zostaje GP. Productiondoofprodukcji reactive oxygen speciesponadtlenkowego, in Arabidopsis thaliana cell suspension wykorzystane anionorodnika a nastêpnie nadtlenku cultures response to an elicitor from Fusarium oxysporum: for basal wodoru in przez dysmutazy ponadtlenkowe [46]. W badaniachimplications interakcji pomiêdzy resistance. J Exp BotCochliobolus 2006; 57: 1817-1827. owsem a grzybem victoriae stwierdzono m.in., ¿e jego toksyna [16] DENBY KJ, JASON MURRAY SL, LAST RL.zmiataczy ups1, an wiktoryna indukuje produkcjê RFT wLJ, mitochondriach, a zastosowanie Arabidopsis camalexin accumulation mutant defective wybuchu in multiple defence reaktywnych thaliana form tlenu powoduje supresjê mitochondrialnego tlenowego signalling pathways. Plant J 2005; 41: mierci 673-684.komórki, takich jak degradacja DNA oraz prowadzi do opónienia objawów [17] DYNOWSKI i kondensacja chromatyny M, [66].SCHAAF G, LOQUE D, MORAN O, LUDEWIG U. Plant plasma membrane water channels conduct the signalling molecule H2O2. Biochem J 2008; 414: 53-61. LITERATURA [18] FOYER CH, NOCTOR G. Oxidant and antioxidant signalling in plants: a re-evaluation of the concept of oxidative stress in a physiological context. Plant CellALI Environ 2005; 28: 1056-1071. [1] R, MA W, LEMTIRI-CHLIEH F, TSALTAS D, LENG Q, VON BODMAN S, BERKOWITZ GA. Death don'tGADJEV have no mercyI,and neither does calcium: Arabidopsis CYCLIC NUCLEOTIDE GATED [19] VANDERAUWERA S, GECHEV TS, LALOI C, CHANNEL2 and innate immunity. Plant Cell 2007; 19: 10811095. MINKOV IN, SHULAEV V, APEL K, INZÉ D, MITTLER R, VAN [2] ALMAGRO L, GÓMEZ ROS LV, BELCHI-NAVARRO S, BRU R, ROS-BARCELÓ A, PEDREÒO MA. BREUSEGEM F. Transcriptomic footprints disclose Class III peroxidases in plant defence reactions. J Exp Bot 2009;specificity 60: 377390.of reactive oxygen [3] ANJANA G, KINI SHETTY H, PRAKASH H. Differential expression of sunflower peroxidase species signaling in K, Arabidopsis. Plant Physiol 2006; 141: 436-445. isoforms and transcripts during necrotrophic interaction with Alternaria helianthi. Russ J Plant Physiol [20] GALLETTI R, DENOUX C, GAMBETTA S, DEWDNEY J, 2007; 54: 513517. AUSUBEL FM,K,DE LORENZO G, signaling FERRARI S. The AtrbohD-mediated oxidative [4] ASAI S, OHTA YOSHIOKA H. MAPK regulates nitric oxide and NADPH oxidase-dependent in Nicotiana bentamiana.in Plant Cell 2008; 20: burstoxidative elicitedbursts by oligogalacturonides Arabidopsis is 13901406. dispensable for the activation [5] ASSELBERGH B, CURVERS K, FRANCA SC, AUDENAERT K, VUYLSTEKE M, VAN BREUSEGEM F, of defense responses effective against Botrytis cinerea. Plant Physiol 2008; 148: HÖFTE M. Resistance to Botrytis cinerea in sitiens, an abscisic acid-deficient tomato mutant, involves 1695-1706. timely production of hydrogen peroxide and cell wall modifications in the epidermis. Plant Physiol 2007; [21] GECHEV TS, HILLE J. Hydrogen peroxide as a signal controlling 144: 18631877. [6] K, LARDY B, KRAUSE family NADPH plantBEDARD programmed cell death. JK-H. CellNOX Biol 2005; 168:oxidases: 17-20.Not just in mammals. Biochimie 2007; 89: 11071112. [22] GHOSH M. Antifungal properties of haem peroxidase from Acorus [7] BERNARDS MA, SUMMERHURST DK, RAZEM FA. Oxidases, peroxidases and hydrogen peroxide: The calamus. Ann Bot 2006; 98: Rev 1145-1153. suberin connection. Phytochem 2004; 3: 113126. [8] [23] BINDSCHEDLER LV, DEWDNEY J, BLEE KA, STONE JM, T, PLOTNIKOV J, DENOUXM. C, GOVRIN EM, RACHMILEVITCH S, ASAI TIWARI BS, SOLOMON HAYES T, GERRISH C, DAVIES DR, AUSUBEL FM, BOLWELL GP. Peroxidase-dependent apoplastic An elicitor from Botrytis cinerea induces the hypersensitive response in Arabidopsis oxidative burst in Arabidopsis required for pathogen resistance. Plant J 2006; 47: 851863. thaliana andB,other plants and promotes the gray mold disease. Phytopathology 2006; [9] BLUME NÜRNBERGER T, NASS N, SCHEEL D. Receptor-mediated increase in cytoplasmic free calcium required for activation of pathogen defense in parsley. Plant Cell 2000; 12: 14251440. 96: 299-307. [10][24] BOHMAN HANCOCK S, STAAL J, THOMMA BP, WANGR, M, HARRISON DIXELIUS C. Characterisation ArabidopsisJ, DESIKAN J, BRIGHTofJ,an HOOLEY Leptosphaeria maculans pathosystem: resistance partially requires camalexin biosynthesis and is indeR, NEILL Doing unexpected: involved in hydrogen pendent ofS. salicylic acid,the ethylene and jasmonicproteins acid signalling. Plant J 2004; 37: 920. peroxide perception. J ExpB,Bot 2006; 57: 1711-1718. [11] BOUIZGARNE EL-MAAROUF-BOUTEAU H, FRANKART C, REBOUTIER D, MADIONA K, PENNARUN AM, MONESTIEZ M, TROUVERIE AMIAR Z, BRIAND J, BRAULT M, RONA JP, [25] HEGEDUS DD, RIMMER SR.J,Sclerotinia sclerotiorum: when "to be OUHDOUCH Y, EL HADRAMI I, BOUTEAU F. Early physiological responses of Arabidopsis thaliana or not to be" a pathogen? FEMS Microbiol Lett 2005; 251: 177-184. cells to fusaric acid: toxic and signalling effects. New Phytol 2006; 169: 209218. HUG, ANGELINI X, BIDNEY DL, YALPANI N, DUVICK O, [12][26] CONA A, REA R, FEDERICO R, TAVLADORAKI P. Functions ofJP, amineCRASTA oxidases in plant developmentO, andLUL defence. Plant Sci 2006;of 11: a8088. FOLKERTS G.Trends Overexpression gene encoding hydrogen peroxide[13] DAUB M, EHRENSHAFT M. The photoactivated Cercospora toxin cercosporin: Contributions to plant generating oxalate oxidase evokes defense responses in sunflower. Plant Physiol disease and fundamental biology. Annu Rev Phytopathol 2000; 38: 461490. 2003; 133:ME, 170-181. [14] DAUB HERRERO S, CHUNG KR. Photoactivated perylenequinone toxins in fungal pathogenesis of plants. FEMS Microbiol Lett DANGL 2005; 252: J. 197206. [27] JONES JDG, The plant immune system. Nature 2006; 444: [15] DAVIES DR, BINDSCHEDLER LV, STRICKLAND TS, BOLWELL GP. Production of reactive oxygen 323-329. species in Arabidopsis thaliana cell suspension cultures in response to an elicitor from Fusarium oxysporum: implications for basal resistance. J Exp Bot 2006; 57: 18171827. 174 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ [16][28] DENBY KJ,KAWAHARA JASON LJ, MURRAY LAST RL. ups1, an Arabidopsis JD. thaliana camalexin accumulation T, SL, QUINN MT, LAMBETH Molecular evolution mutant defective in multiple defence signalling pathways. Plant J 2005; 41: 673684. of the reactive oxygen-generating NADPH oxidase (Nox/Duox) family of enzymes. [17] DYNOWSKI M, SCHAAF G, LOQUE D, MORAN O, LUDEWIG U. Plant plasma membrane water BMC Evol conduct Biol 2007; 7: e109. channels the signalling molecule H2O2. Biochem J 2008; 414: 5361. [18][29] FOYER CH,KOBAYASHI NOCTOR G. Oxidant and antioxidant in plants: a re-evaluation of the conceptN, of M, OHURAsignalling I, KAWAKITA K, YOKOTA oxidative stress a physiological context. Plant Cell 2005; 28:H. 10561071. FUJIWARA M, in SHIMAMOTO K, DOKE N, Environ YOSHIOKA Calcium-dependent [19] GADJEV I, VANDERAUWERA S, GECHEV TS, LALOI C, MINKOV IN, SHULAEV V, APEL K, INZÉ protein kinases R, regulate the production of reactivefootprints oxygendisclose species by potato NADPH D, MITTLER VAN BREUSEGEM F. Transcriptomic specificity of reactive oxyoxidase. Plantsignaling Cell 2007; 19: 1065-1080. gen species in Arabidopsis. Plant Physiol 2006; 141: 436445. [20][30] GALLETTI KOLLA R, DENOUXVA, C, GAMBETTA S, DEWDNEY J, AUSUBEL FM, DE LORENZO G, FERRARI VAVASSEUR A, RAGHAVENDRA AS. Hydrogen S. The AtrbohD-mediated oxidative burst elicited by oligogalacturonides in Arabidopsis is dispensable for peroxide production is an early effective event during bicarbonate stomatal closure the activation of defense responses against Botrytis cinerea. induced Plant Physiol 2008; 148: 1695 in abaxial epidermis of Arabidopsis. Planta 2007; 225: 1421-1429. 1706. [21][31] GECHEV TS, HILLE as a signaltoxicity controlling programmed cell death. J Cell LIAO H,J. Hydrogen CHUNGperoxide K. Cellular ofplant elsinochrome phytotoxins Biol 2005; 168: 1720. produced by the pathogenic fungus, Elsinoë fawcettii causing citrus scab. New [22] GHOSH M. Antifungal properties of haem peroxidase from Acorus calamus. Ann Bot 2006; 98: 1145 Phytol 2008; 177: 239-250. 1153. [23][32] GOVRIN EM, RACHMILEVITCH S, BS, SOLOMON VK, M. An elicitor from Botrytis cinerea £ANIEWSKA J,TIWARI MACIOSZEK LAWRENCE CB, induces the hypersensitive response in Arabidopsis thaliana and other plants and promotes the KONONOWICZ AK. Fight to the death: Arabidopsis thaliana defense responsegray to mold disease. Phytopathology 2006; 96: 299307. fungal necrotrophic pathogens. Acta Physiol Plant 2009; doi 10.1007/s11738-009[24] HANCOCK J, DESIKAN R, HARRISON J, BRIGHT J, HOOLEY R, NEILL S. Doing the unexpected: 0372-6. proteins involved in hydrogen peroxide perception. J Exp Bot 2006; 57: 17111718. [25][33] HEGEDUSMA£OLEPSZA DD, RIMMER SR. Sclerotinia sclerotiorum: when tovariation be or not toof bereactive a pathogen? FEMS U. Spatial and temporal oxygen Microbiol Lett 2005; 251: 177184. species antioxidant enzymes in JP, o-hydroxyethylorutin-treated leaves [26] HU X,and BIDNEY DL, YALPANI N, DUVICK CRASTA O, FOLKERTS O, LUL G.tomato Overexpression of inoculated with Botrytis cinerea. Plant Pathol 2005; evokes 54: 317-324. a gene encoding hydrogen peroxide-generating oxalate oxidase defense responses in sunflower. Plant Physiol 2003; 133:G, 170181. [34] MILLER MITTLER R. Could heat shock transcription factors [27] JONES JDG, DANGL J. The plant immune system. Nature 2006; 444: 323329. function as hydrogen peroxide sensors in plants? Ann Bot 2006; 98: 279-288. [28] KAWAHARA T, QUINN MT, LAMBETH JD. Molecular evolution of the reactive oxygen-generating [35] MISHRA NS, TUTEJA R, TUTEJA N.Biol Signaling through MAP kinase NADPH oxidase (Nox/Duox) family of enzymes. BMC Evol 2007; 7: e109. [29] KOBAYASHI M, OHURA KAWAKITABiophys K, YOKOTA N, FUJIWARA M, SHIMAMOTO K, DOKE N, networks in plants. ArchI,Biochem 2006; 452: 55-68. YOSHIOKA H. Calcium-dependent protein kinases the production of reactive species in by [36] MOLINA L, KAHMANN R. regulate An Ustilago maydis geneoxygen involved potato NADPH oxidase. Plant Cell 2007; 19: 10651080. H2O2 detoxification is required for virulence. Plant Cell 2007; 19: 2293-2309. [30] KOLLA VA, VAVASSEUR A, RAGHAVENDRA AS. Hydrogen peroxide production is an early event during bicarbonate stomatal closure in X. abaxial epidermisofof plant Arabidopsis. Planta acquired 2007; 225: [37] MOU induced Z, FAN W, DONG Inducers systemic 14211429. resistance regulate NPR1 function through redox changes. Cell 2003; 113: 935-944. [31] LIAO H, CHUNG K. Cellular toxicity of elsinochrome phytotoxins produced by the pathogenic fungus, [38] MYSORE KS,scab. RYU resistance: How much do we Elsinoë fawcettii causing citrus NewCM. PhytolNonhost 2008; 177: 239250. know? Trends Plant Sci 2004; 9: 97-104. [32] £ANIEWSKA J, MACIOSZEK VK, LAWRENCE CB, KONONOWICZ AK. Fight to the death: Arabidopsis thaliana defense TS, response to fungal necrotrophic pathogens. Acta Physiol doi 10.1007/ [39] NÜHSE BOTTRILL AR, JONES AM, PECKPlant SC.2009; Quantitative s11738-009-0372-6. phosphoproteomic analysis of plasma membrane proteins reveals regulatory [33] MA£OLEPSZA U. Spatial and temporal variation of reactive oxygen species and antioxidant enzymes mechanisms of plant innate tomato immune responses. Plant J 2007; 51:Plant 931-940. in o-hydroxyethylorutin-treated leaves inoculated with Botrytis cinerea. Pathol 2005; 54: 317324. PASSARDI F, PENEL C, DUNAND C. Performing the paradoxical: [40] [34] G, MITTLER R.modify Could heat factorsPlant function hydrogen9:peroxide sensors howMILLER plant peroxidases theshock celltranscription wall. Trends Scias 2004; 534-540. in plants? Ann Bot 2006; 98: 279288. PATYKOWSKI antioxidative [35][41] MISHRA NS, TUTEJA R, TUTEJAJ,N. URBANEK Signaling throughH. MAPThe kinaseactivity networks inofplants. Arch Biochem Biophyscontents 2006; 452: of 5568. enzymes, H2O2 and of ascorbate in tomato leaves of cultivars more detoxification required27: for [36] MOLINA L, KAHMANN R. An Ustilago maydis gene involvedActa in H2O or less sensitive to infection with Botrytis cinerea. Physiol Plantis2005; 2 virulence. Plant Cell 2007; 19: 22932309. 193-203. [37] MOU Z, FAN W, DONG X. Inducers of plant systemic acquired resistance regulate NPR1 function [42] PERRONE KL, SUTHERLAND MW, GUEST through redox changes. CellST, 2003;MCDONALD 113: 935944. [38] KS, RYU CM. Nonhost resistance: How do we know? Trends Plant Sci in 2004; 9: 97104. DI. MYSORE Superoxide release is necessary for much phytoalexin accumulation Nicotiana [39] NÜHSE TS, BOTTRILL AR, JONES AM, PECK SC. Quantitative phosphoproteomic analysis of plasma tabacum cells during the expression of cultivar-race and non-host resistance towards membrane proteins reveals regulatory mechanisms of plant innate immune responses. Plant J 2007; 51: Phytophthora 931940. spp. Physiol Mol Plant Pathol 2003; 62: 127-135. REAKTYWNE FORMY TLENU W ODPOWIEDZI OBRONNEJ ROLIN 175 [40][43] PASSARDIREN F, PENEL DUNAND Performing S. the Cell paradoxical: plant peroxidases modify the D, C,YANG H,C.ZHANG deathhow mediated by MAPK is cell wall. Trends Plant Sci 2004; 9: 534540. associated with hydrogen peroxide production in Arabidopsis. J Biol Chem 2002; [41] PATYKOWSKI J, URBANEK H. The activity of antioxidative enzymes, contents of H2O2 and of 277:ascorbate 559-565. in tomato leaves of cultivars more or less sensitive to infection with Botrytis cinerea. Acta Physiol Plant 2005;D,27:LIU 193203. [44] REN Y, YANG KY, HAN L, MAO G, GLAZEBROOK J, [42] PERRONE MCDONALD KL, SUTHERLAND MW, GUEST DI. Superoxide releasebiosynthesis is necessary for ZHANG S. AST,fungal-responsive MAPK cascade regulates phytoalexin phytoalexin accumulation in Nicotiana tabacum cells during the expression of cultivar-race and nonin Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci 105:Pathol 5638-5643. host resistance towards Phytophthora spp.USA Physiol2008; Mol Plant 2003; 62: 127135. RENTEL MC, LECOURIEUX D, OUAKED F, hydrogen USHER SL, [43][45] REN D, YANG H, ZHANG S. Cell death mediated by MAPK is associated with peroxide production in J Biol H, Chem 2002; 277:H, 559565. PETERSEN L,Arabidopsis. OKAMOTO KNIGHT PECK SC, GRIERSON CS, HIRT [44] REN D, LIU Y, YANG KY, HAN L, MAO G, GLAZEBROOK J, ZHANG S. A fungal-responsive MAPK H, KNIGHT MR. phytoalexin OXI1 kinase is necessary for oxidative cascade regulates biosynthesis in Arabidopsis. Proc Natl burst-mediated Acad Sci USA 2008;signalling 105: 5638 in Arabidopsis. Nature 2004; 427: 858-861. 5643. [45][46] RENTEL MC, LECOURIEUX D, OUAKED F, USHER PETERSEN L, OKAMOTO H, KNIGHT H, RHOADS DM, UMBACH AL,SL, SUBBAIACH CC, SIEDOW JN. PECK SC, GRIERSON CS, HIRT H, KNIGHT MR. OXI1 kinase is necessary for oxidative burst-mediated Mitochondrial reactive oxygen species. Contribution to oxidative stress and signalling in Arabidopsis. Nature 2004; 427: 858861. interorganellar signaling. Plant Physiol 2006; 141: JN. 357-366. [46] RHOADS DM, UMBACH AL, SUBBAIACH CC, SIEDOW Mitochondrial reactive oxygen species. Contribution to oxidative signaling. Plant Physiol 2006; 141: 357366. A, [47] ROLKE Y, stress LIUand S, interorganellar QUIDDE T, WILLIAMSON B, SCHOUTEN [47] ROLKE Y, LIU S, QUIDDE T, WILLIAMSON B, SCHOUTEN A, WELTRING K-M, SIEWERSB, V, WELTRING K-M, SIEWERS V, TENBERGE K.B, TUDZYNSKI TENBERGE K.B, TUDZYNSKI B, TUDZYNSKI P. Functional analysis of H2O2-generating systems in TUDZYNSKI P.theFunctional analysis dismutase of H2O2-generating systems in Botrytis Botrytis cinerea: major Cu-Zn-superoxide (BCSOD1) contributes to virulence on French bean, the whereas a glucose oxidase (BCGOD1)dismutase is dispensable. Mol Plant Pathol 2004; 5: 1727. cinerea: major Cu-Zn-superoxide (BCSOD1) contributes to virulence [48] ROS BARCELÓ GÓMEZ ROS LV, GABALDÓN LÓPEZ-SERRANO M, POMAR F, Mol CARRIÓN J, on French bean, A,whereas a glucose oxidaseC,(BCGOD1) is dispensable. Plant PEDREÒO MA. Basic peroxidases: The gateway for lignin evolution? Phytochem Rev 2004; 3: 6178. Pathol 5: 17-27. [49] ROS2004; BARCELÓ A. Xylem parenchyma cells deliver the H2O2 necessary for lignification in differentiating [48] ROS BARCELÓ A, GÓMEZ ROS LV, GABALDÓN C, LÓPEZxylem vessels. Planta 2005; 220: 747756. [50] ROUHIER M, N, GELHAYE JP. Plant mysterious systems.The Cell SERRANO POMARE,F,JACQUOT CARRIÓN J, glutaredoxins: PEDRE?O still MA. Basic reducing peroxidases: Mol Life Sci 2004; 61: 12661277. gateway for lignin evolution? Phytochem Rev 2004; 3: 61-78. [51] SAGI M, FLUHR R. Superoxide production by plant homologues of the gp91 (phox) NADPH oxidase. [49] BARCELÓ A. by Xylem cells Plant deliver the2001; H2O2 ModulationROS of activity by calcium and tobaccoparenchyma mosaic virus infection. Physiol 126: 12811290. necessary for lignification in differentiating xylem vessels. Planta 2005; 220: 747[52] 756.SAGI M, FLUHR R. Production of reactive oxygen species by plant NADPH oxidases. Plant Physiol 2006; 141: 336340. ROUHIER N,STRELKOV GELHAYE E, JACQUOT JP. PlantVK, glutaredoxins: still [53][50] SHARMA N, RAHMAN M, S, THIAGARAJAH M, BANSAL KAV NNV. Proteomelevel changes in two systems. Brassica napus responses to the fungal pathogen mysterious reducing Celllines Molexhibiting Life Scidifferential 2004; 61: 1266-1277. Alternaria brassicae. Sci 2007; 95110. [51] SAGI M,Plant FLUHR R.172: Superoxide production by plant homologues of [54] SHINOGI T, SUZUKI T, KURIHARA T, NARUSAKA Y. Microscopic detection of reactive oxygen the gp91 NADPH oxidase. of activity calcium and by tobacco species(phox) generation in the compatible andModulation incompatible interactions of by Alternaria alternata Japanese pear mosaic virus infection. Plant Physiol 2001; 126: 1281-1290. pathotype and host plants. J Gen Plant Pathol 2003; 69: 716. [55][52] SHINOGI T,SAGI SUZUKI NARUSAKA PARK P. Ultrastructural localization hydrogen peroxide in M,T,FLUHR R. Y,Production of reactive oxygenof species by plant host leaves treated with AK-toxin I produced by Alternaria alternata Japanese pear pathotype. J Gen NADPH oxidases. Plant Physiol 2006; 141: 336-340. Plant Pathol 2002; 68: 3845. [53] SHARMA N, RAHMAN STRELKOV S, aTHIAGARAJAH M, [56] STAAL J, KALIFF M, DEWAELE E, PERSSONM, M, DIXELIUS C. RLM3, TIR domain encoding gene involved VK, in broad-range immunity of Arabidopsis to changes necrotrophicinfungal J 2008; 55: BANSAL KAV NNV. Proteome-level twopathogens. BrassicaPlant napus lines 188200. exhibiting differential responses to the fungal pathogen Alternaria brassicae. Plant [57] SUMIMOTO H. Structure, regulation and evolution of Nox-family NADPH oxidases that produce Sci 2007; 95-110. reactive 172: oxygen species. FEBS J 2008; 275: 32493277. [58][54] SVEDRUIÆ D, JÓNSSONT,S, TOYOTA CG, REINHARDT LA, RICAGNO S, LINDQVIST Y, RISHINOGI SUZUKI T, KURIHARA T, NARUSAKA Y. CHARDS NG. The enzymes of oxalate oxygen metabolism: unexpected structuresin andthe mechanisms. Arch and BioMicroscopic detection of reactive species generation compatible chem Biophys 2005; 433: 176192. incompatible interactions of Alternaria alternata Japanese pear interactions, pathotypeabiotic and stress host [59] TORRES MA, DANGL JL. Functions of the respiratory burst oxidase in biotic plants. J Gen PlantCurr Pathol 2003; 69: 7-16. and development. Opin Plant Biol 2005; 8: 397403. [60][55] TORRES MA, JONES JD, T, DANGL JL. Reactive oxygen species signaling in response to pathogens. Plant SHINOGI SUZUKI T, NARUSAKA Y, PARK P. Ultrastructural Physiol 2006; 141: 373378. localization of hydrogen peroxide in host leaves treated with AK-toxin I produced [61] UNGER C, KLETA S, JANDL G, TIEDEMANN A. Suppression of the defence-related oxidative burst in bean leaf tissue and bean suspension cells by the necrotrophic pathogen Botrytis cinerea. J Phytopathol 2005; 153: 1526. 176 S. D¥BROWSKI, S. G£OWACKI, V. K. MACIOSZEK, A. K. KONONOWICZ [62] URQUHARTalternata W, GUNAWARDENA MOEDER W, ALIJR,Gen BERKOWITZ GA, YOSHIOKA The by Alternaria JapaneseAH, pear pathotype. Plant Pathol 2002; 68:K. 38cyclic nucleotide-gated ion channel ATCNGC11/12 constitutively induces programmed cell 45. chimeric death in a Ca2+ dependent manner. Plant Mol Biol 2007; 65: 747761. J, KALIFF M, DEWAELE E, PERSSON DIXELIUS C. [63][56] VAN KAN STAAL JAL. Licensed to kill: the lifestyle of a necrotrophic plant pathogen.M, Trends Plant Sci 2006; 11: 247253. RLM3, a TIR domain encoding gene involved in broad-range immunity of [64] WALZ A, ZINGEN-SELL I, THEISEN KORTEKAMP A. Reactive oxygen Arabidopsis to necrotrophic fungalS,pathogens. Plant J 2008; 55:intermediates 188-200. and oxalic acid in the pathogenesis of the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum. Eur J Plant Pathol 2008; [57] SUMIMOTO H. Structure, regulation and evolution of Nox-family 120: 317330. NADPH [65] WONGoxidases HL, PINONTOAN that produce R, HAYASHI reactive K, TABATA oxygen R,species. YAENO FEBS T, HASEGAWA J 2008;K,275: KOJIMA 3249C, YOSHIOKA H, IBA K, KAWASAKI T, SHIMAMOTO K. Regulation of rice NADPH oxidase by binding 3277. of Rac GTPase to its N-terminal extension. Plant Cell 2007; 19: 40224034. SVEDRUIÆ JÓNSSON S,H, TOYOTA REINHARDT LA, [66][58] YAO N, TADA Y, SAKAMOTOD, M, NAKAYASHIKI PARK P, TOSACG, Y, MAYAMA S. Mitochondrial RICAGNO S, LINDQVIST Y, RICHARDS NG. The enzymes of oxalate oxidative burst involved in apoptotic response in oats. Plant J 2002; 30: 567579. [67] ZHAO J, DAVIS L, VERPOORTE R. Elicitor transduction leading to productionBiophys of plant secondary metabolism: unexpected structures andsignal mechanisms. Arch Biochem 2005; metabolites. Biotechnol Adv 2005; 23: 283333. 433: 176-192. [59] TORRES MA, DANGL JL. Functions of the respiratory burst oxidase Prof. dr hab. Andrzej K. Kononowicz, in biotic interactions, abiotic stress and development. Curr Opin Plant Biol 2005; 8: Katedra Genetyki Ogólnej, Biologii Molekularnej i397-403. Biotechnologii Rolin, Uniwersytet £ódzki, MA,£ód JONES JD, DANGL JL. Reactive oxygen species ul. [60] S. BanachaTORRES 12/16, 90-237 signaling in response to pathogens. E-mail: [email protected] Plant Physiol 2006; 141: 373-378. [61] UNGER C, KLETA S, JANDL G, TIEDEMANN A. Suppression of the defence-related oxidative burst in bean leaf tissue and bean suspension cells by the necrotrophic pathogen Botrytis cinerea. J Phytopathol 2005; 153: 15-26. [62] URQUHART W, GUNAWARDENA AH, MOEDER W, ALI R, BERKOWITZ GA, YOSHIOKA K. The chimeric cyclic nucleotide-gated ion channel ATCNGC11/12 constitutively induces programmed cell death in a Ca2+ dependent manner. Plant Mol Biol 2007; 65: 747-761. [63] VAN KAN JAL. Licensed to kill: the lifestyle of a necrotrophic plant pathogen. Trends Plant Sci 2006; 11: 247-253. [64] WALZ A, ZINGEN-SELL I, THEISEN S, KORTEKAMP A. Reactive oxygen intermediates and oxalic acid in the pathogenesis of the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum. Eur J Plant Pathol 2008; 120: 317-330. [65] WONG HL, PINONTOAN R, HAYASHI K, TABATA R, YAENO T, HASEGAWA K, KOJIMA C, YOSHIOKA H, IBA K, KAWASAKI T, SHIMAMOTO K. Regulation of rice NADPH oxidase by binding of Rac GTPase to its N-terminal extension. Plant Cell 2007; 19: 4022-4034. [66] YAO N, TADA Y, SAKAMOTO M, NAKAYASHIKI H, PARK P, TOSA Y, MAYAMA S. Mitochondrial oxidative burst involved in apoptotic response in oats. Plant J 2002; 30: 567-579. [67] ZHAO J, DAVIS L, VERPOORTE R. Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnol Adv 2005; 23: 283333. Andrzej K. Kononowicz, Katedra Genetyki Ogólnej, Biologii Molekularnej i Biotechnologii Rolin, Uniwersytet £ódzki, ul. S. Banacha 12/16, 90-237 £ód E-mail: [email protected]
