The Role of Jasmonate in Plant Pathogen Interactions in Arabidopsis Thaliana

Abstract

Sistem pertahanan tumbuhan terhadap serangan patogen kulat melibatkan tapakjalan pengisyaratan yang kompleks. Sistem pengisyaratan yang kompleks ini melibatkan beberapa tapakjalan bersilang yang bertindak terhadap sumber isyarat yang berbeza. Salah satu molekul isyarat yang terlibat dalam pengisyaratan tumbuhan adalah metil jasmonat. Metil jasmonat adalah sejenis bahan kimia yang terlibat dalam pengawalaturan pertumbuhan. Untuk memahami peranan yang dimainkan oleh jasmonat dalam pertahanan Arabidopsis terhadap serangan kulat Erysiphe cruciferarum, sejenis mutan yang tidak berupaya menumpukkkan jasmonat ( fad3-2fad7-2fad8) telah digunakan. Mutan ini adalah rentan terhadap penyakit kulapok berdebu (powdery mildew) yang dihasilkan oleh kulat tersebut. Tumbuhan jenis liar tidak menunjukkan kesan penyakit. Penyemburan tumbuhan mutan dengan metil jasmonat dapat memberikan perlindungan yang nyata terhadap serangan kulat tersebut dan membawa insiden penyakit kepada tahap yang diperhatikan dalam tumbuhan liar iaitu kira-kira 17% insiden penyakit. Rawatan yang sama tidak memberikan perlindungan pada mutan coil yang tidak peka terhadap jasmonat. Ini menunjukkan bahawa penyemburan dengan metil jasmonat menghasilkan perlindungan melalui pengaktifan sistem pertahan tumbuhan dan bukan melalui tindakan sebagai agen antikulat. Salah satu gen yang diaktifkan dalam sistem pertahanan tumbuhan adalah AtVSP. Transkrip AtVSP diaruh oleh infeksi E.cruciferarum dalam tumbuhan jenis liar tetapi bukan dalam tumbuhan mutan. Tahap penghasilan transkrip dalam mutan menyerupai tahap penghasilan konstitutif transkrip dalam tumbuhan kawalan. Hasil yang diperolehi daripada kajian ini menunjukkan bahawa jasmonat diperlukan dalam pertahanan terhadap jangkitan E.cruciferarum dalam Arabidopsis. Kata kunci: Pantogen, jasmonat, pertahanan, kulapok berdebu The system of plant defence against fungi is complex. It encompasses several cross-talking pathways that respond to various signals. Methyl jasmonate, a plant growth regulator is one of the various signals that stimulate a defence response. In order to comprehend the involvement of jasmonate in the defence of Arabidopsis against Erysiphe cruciferarum, a mutant that is defective in jasmonate was used ( fad3-2fad7-2fad8). This mutant is susceptible to E.cruciferarum infection, which results in powdery mildew. The wild-type plants were resistant towards powdery mildew. Mutant plants sprayed with methyl jasmonate received substantial protection against E.cruciferarum infections. Disease incidence in mutants were reduced to levels observed in the wild-type which is ~17%. The coil mutant however was not protected through treatment with methyl jasmonate. This therefore indicates that methyl jasmonate induces the plants resistance through the activation of the plants defence system and not as an antifungal agent. One of the genes activated in the defence response is the AtVSP gene. The transcript of AtVSP in wild-type plants was induced when infected by E.cruciferarum. Transcript levels in mutants were comparable to the constitutive levels observed in the controls. Therefore it is apparent that jasmonate-signalling is essential in protection against E.cruciferarum infections in Arabidopsis. Key words: Panthogens, jasmonate, defence, powdery mildew