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Study on the influence of nitroxyl (HNO) and nitric oxide (NO) bioactivity on potato defense against pathogens: on the lookout for improving the global food supply.

Projektbeschreibung

Kartoffeln vor Pathogenen schützen

Kartoffeln sind entscheidend für die globale Ernährungssicherheit, sind jedoch durch verschiedene Pathogene bedroht. Polen ist der zweitgrößte Erzeuger in der EU: In dem Land werden jedes Jahr neun Millionen Tonnen geerntet. Das zeigt, wie wichtig der Schutz dieser Pflanzen ist. Die Dringlichkeit wird noch verschärft, weil es keine resistenten Kartoffelsorten gibt und die Pathogene zunehmend resistent gegen Fungizide sind. Dabei ist es unerlässlich, die Faktoren hinter der natürlichen Immunität der Kartoffel zu kennen. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt ONGUARD die Rolle von Stickoxid (NO) und Nitroxyl (HNO) bei der Verteidigung der Kartoffel vor Phytophthora infestans, der Ursache der Kraut- und Knollenfäule, erforscht. Insgesamt soll die Wirkung von HNO bei den Abwehrmechanismen der Pflanze offengelegt werden, um möglicherweise die Resilienz zu stärken und die Kartoffelerträge zu sichern.

Ziel

Potato (Solanum tuberosum L.) is one of the worlds most important crops for human consumption, thus it is an integral part of the world's food supply. Poland is the world's 8th largest producer (2nd in the EU), with 9 million tons annually. Potato is susceptible to a wide range of pathogenic organisms, which can cause severe quality and yield losses worldwide. Given the absence of cultivars resistant to pathogens and the immunization of pathogen isolates to successive fungicides, any attempt to understand and strengthen the knowledge of factors related to natural potato immunity is extremely important.
In light of this, it is well documented that nitric oxide (NO) is a key element involved in pathogen recognition as well as activation of local and systemic plant defense signaling activities and pathways. Moreover, the interdisciplinary group proposing this plan recently reported endogenous production of HNO (nitroxyl) in plant tissues (Arabidopsis thaliana) for the first time, and points toward a novel regulatory role. Under physiological conditions, HNO concentration in plant cells is in the nanomolar range. The ubiquitous HNO bioavailability allows it to support or compete with NO signaling, depending on the local redox environment (shifts with stress or senescence). Finally, we showed that HNO formation is an early reductive stress-related response.
Taking all this into account, this proposal will focus on the real-time detection and visualization of simultaneously endogenous HNO and NO in leaves of the important crop plant challenge inoculated with vr/avr Phytophthora infestans, a cause of late blight disease. Moreover, it will be an important issue to answer the question of whether and to what degree the HNO presence in cells modifies the plant's defense responses. The hypothesis is that HNO is generated during potato - P. infestans interaction and can act as a functional signal molecule favoring redox changes towards effective defense responses in potato.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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Koordinator

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA WPOZNANIU
Netto-EU-Beitrag
€ 155 793,60
Adresse
ULICA HENRYKA WIENIAWSKIEGO 1
61 712 Poznan
Polen

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Region
Makroregion północno-zachodni Wielkopolskie Miasto Poznań
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
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