Systemic acquired resistance (SAR) is an inducible immune response that depends on ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1), which is essential for SAR signalling. In contrast to SAR, local resistance remains intact in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) eds1-2 mutant plants in response to Pseudomonas syringae delivering the effector protein AvrRpm1. I utilized the SAR-specific phenotype of the eds1-2 mutant to identify volatile organic compounds (VOCs) related to SAR. To this end, SAR was induced by the P. syringae effector AvrRpm1 that was expressed from a dexamethasone-inducible transgene (pDEX:AvrRpm1-HA). The volatile emissions of Col-0 pDEX:AvrRpm1-HA (Col 0 dex) and eds1-2 pDEX:AvrRpm1-HA (eds1-2 dex) plants were collected and analysed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The monoterpenoid VOCs camphene, α-pinene, and ß-pinene were emitted at higher levels from Col-0 dex compared to eds1-2 dex mutant plants; this associates them with SAR. Incubation of Arabidopsis wild type (wt) plants with a purchased volatile blend of α-pinene, ß-pinene, camphene, and limonene induced resistance against the virulent P. syringae pathovar tomato (Pst) strain DC3000. α-Pinene and ß-pinene were the crucial components of the volatile blend, while camphene and limonene contaminants likely had a contributing effect to resistance. This induced resistance was accompanied by elevated transcript accumulation of the salicylic acid (SA) marker gene PATHOGENESIS-RELATED1 (PR1). Also, the SA pathway components ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1), SA INDUCTION–DEFICIENT2 (SID2), and NONEXPRESSOR OF PR GENES1 (NPR1) were essential for the resistance phenotype induced by the volatile blend. Furthermore, GERANYL(GERANYL)DIPHOSPHATE SYNTHASE 12 (GGPPS12, At4g38460) is essential for monoterpene biosynthesis, and ggpps12 mutant plants showed a defect in SAR. However, resistance to Pst DC3000 was induced in ggpps12 mutant plants in response to the volatile blend camphene/α-pinene/β-pinene/limonene. Together, the data provide a first link between monoterpene biosynthesis and SAR, suggesting that the monoterpenoid VOCs camphene, α- and β-pinene, and limonene function additively and in parallel with SA in plant immunity and in particular SAR.     «

Systemic acquired resistance (SAR) is an inducible immune response that depends on ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1), which is essential for SAR signalling. In contrast to SAR, local resistance remains intact in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) eds1-2 mutant plants in response to Pseudomonas syringae delivering the effector protein AvrRpm1. I utilized the SAR-specific phenotype of the eds1-2 mutant to identify volatile organic compounds (VOCs) related to SAR. To this end, SAR was induced...     »

Systemisch erworbene Resistenz (SAR) ist eine induzierbare Immunantwort der Pflanze, bei der das Protein ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1) essentiell für den Transport von SAR-Signalen ist. Auf einen Angriff des Pflanzen-Pathogenes Pseudomonas syringae, welches das Effektor Protein AvrRpm1 in die Pflanze einschleust, können eds1¬2 mutierte Pflanzen keine SAR ausbilden, die lokale Resistenzantwort der Pflanze bleibt hingegen funktionsfähig. Dieser SAR spezifische Phänotyp der eds1-2 Mutante wurde zur Identifizierung flüchtiger organischer Komponenten (VOCs) im Kontext von SAR herangezogen. Es wurden volatile Emissionen von Arabidopsis thaliana Col-0 pDEX:AvrRpm1-HA (Col-0 dex) und eds1-2 pDEX:AvrRpm1-HA (eds1-2 dex) Pflanzen gesammelt und mittels Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS) analysiert. Col–0 dex Pflanzen emittierten im Vergleich zu eds1-2 dex Pflanzen größere Mengen der monoterpenen VOCs Camphen, α-Pinen und ß-Pinen, was diese mit SAR assoziiert. Durch Inkubation von Arabidopsis Wild Typ Pflanzen mit einem gekauften Gemisch bestehend aus α-Pinen, ß-Pinen, Camphen und Limonen konnte eine Abwehrreaktion der Pflanzen gegenüber dem virulenten Pathogen P. syringae pathovar tomato (Pst) Stamm DC3000 induziert werden. α-Pinen und ß-Pinen stellten sich als die essentiellen Komponenten des Gasgemisches heraus, wobei die in geringeren Mengen enthaltenen Komponenten Camphen und Limonen auch zur Resistenzinduktion beitrugen. Die Resistenzinduktion war von einer Transkript-Akkumulierung des Salizylsäure (SA) Marker Gens PATHOGENESIS-RELATED1 (PR1) begleitet. Wichtige Komponenten des Salizylsäure Signalweges wie ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1), SA INDUCTION–DEFICIENT2 (SID2) und NONEXPRESSOR OF PR GENES1 (NPR1) waren essentiell für die Resistenzinduktion. Darüber hinaus ist das Protein GERANYL(GERANYL)DIPHOSPHATE SYNTHASE 12 (GGPPS12, At4g38460) essentiell für die Biosynthese von Monoterpenen und ggpps12 mutierte Pflanzen zeigten einen Defekt in SAR gegenüber Pst DC3000. Durch die Begasung mit einem Gemisch aus Camphen/α-Pinen/β-Pinen/Limonen konnte jedoch eine lokale Resistenzantwort in ggpps12 mutierten Pflanzen induziert werden. Die Ergebnisse dieser Studie liefern eine erste Verbindung zwischen Monoterpen Biosynthese und SAR und weisen auf eine additive Funktion der monoterpenen VOCs Camphen, α- und β-Pinen und Limonen parallel zu SA in pflanzlicher Immunität und SAR im speziellen hin. Darüber hinaus ist das Protein GERANYLGERANYL REDUCTASE (GGR, At4g38460) essentiell für die Biosynthese von Monoterpenen und ggr1 mutierte Pflanzen zeigten einen Defekt in SAR gegen Pst DC3000. Eine lokale Resistenzantwort konnte in ggr1 mutierten Pflanzen jedoch durch die Begasung mit dem Gemisch Camphen/α-Pinen/β-Pinen/Limonen induziert werden. Die Ergebnisse dieser Studie liefern eine erste Verbindung zwischen Monoterpen Biosynthese und SAR und weisen auf eine additive Funktion der monoterpenen VOCs Camphen, α- und β-Pinene und Limonen parallel zu SA in pflanzlicher Immunität und SAR im speziellen hin.     «

Systemisch erworbene Resistenz (SAR) ist eine induzierbare Immunantwort der Pflanze, bei der das Protein ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1) essentiell für den Transport von SAR-Signalen ist. Auf einen Angriff des Pflanzen-Pathogenes Pseudomonas syringae, welches das Effektor Protein AvrRpm1 in die Pflanze einschleust, können eds1¬2 mutierte Pflanzen keine SAR ausbilden, die lokale Resistenzantwort der Pflanze bleibt hingegen funktionsfähig. Dieser SAR spezifische Phänotyp der eds1-2 Mutante...     »