922 resultados para plant defense mechanisms


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Systemic toxicity was evaluated in Sprague-Dawley (SD) rats and A-strain mice exposed to HCHO inhalation at 0, 0.5, 3, or 15 ppm for six hours/day, five days/week for up to 24 weeks. Toxicity was measured by flow cytometry to detect changes in cell cycle RNA and DNA content and by alkaline elution to detect DNA protein cross-link (DPC) formation.^ A G(,2)M block was detected in SD rat marrow following one week of exposure to 0.5, 3, or 15 ppm HCHO, but this block did not persist. No effect was noticed in mouse marrow. Only a minimal increase in RNA content was detected in rat or mouse marrow while exfoliated lung cells showed a significant increase in RNA activity after one week of exposure.^ Acute exposure in SD rats for four hours/day for one or three days at 150 ppm showed an increase in RNA activity in exfoliated lung cells but not in the marrow after one day. On the third day, dead cells were detected in exfoliated lung cells.^ In alkaline elution studies, no DPC were detected in marrow of SD rats after 24 weeks exposure up to 15 ppm. During acute exposures, a dose response relationship was detected in SD rat exfoliated lung cells which yielded cross-linking factors of 0.954, 1.237, and 1.417 following a four hour exposure to 15, 50, or 150 ppm, respectively. No DPC were detected in the marrow at 150 ppm. In vitro exposures to HCHO of CHO and SHE cells and rat marrow cells revealed the production of DPC and DNA-DNA cross-links.^ Cytoxan treatment of SD rats was used to provide positive controls for flow cytometry and alkaline elution. A drastic reduction in RNA content and cycling cells occurred one day following treatment. After four days, RNA content was greatly increased; and on day eleven the marrow had regenerated. DPCs were detected in both the marrow and the exfoliated lung cells.^ The lack of significant responses in SD rats and A-strain mice below 15 ppm HCHO is explainable by host defense mechanisms. Apparently, the mucociliary apparatus and enzymatic detoxification are sufficient to reduce systemic toxicity to low level concentrations of formaldehyde. ^

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Las enfermedades periodontales son infecciones asociadas a microorganismos patogénicos y alteraciones en la respuesta del huésped. Se desarrollan cuando se produce un desequilibrio entre los microorganismos y los mecanismos de defensa del individuo. Los factores psicosociales como el estrés y las conductas de afrontamiento inadecuadas al mismo pueden ejercer efectos inmunosupresivos, incrementando la susceptibilidad a periodontitis. La resiliencia es la capacidad de autosostén para enfrentar situaciones estresantes, es decir que es la capacidad de encarar los problemas en forma activa con conductas de afrontamiento adecuadas, para atenuar los efectos del estrés y recuperarse superando el problema. La evidencia demuestra que hay una clara asociación entre las enfermedades periodontales y las conductas de afrontamiento frente al estrés

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Las enfermedades periodontales son infecciones asociadas a microorganismos patogénicos y alteraciones en la respuesta del huesped. Se desarrollan cuando se produce un desequilibrio entre los microorganismos y los mecanismos de defensa del individuo. Los factores ambientales como el tabaquismo pueden ejercer efectos inmunosupresivos, medioambientales negativos, incrementando la susceptibilidad a periodontitis. La evidencia demuestra que hay una clara asociación entre las enfermedades periodontales y el tabaquismo.

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In a previous work, deduced amino acid sequences from twenty wheat peroxidase genes were assigned to seven groups designated as TaPrx108 to TaPrx114. Some of these apoplastic peroxidases have previously shown to play different roles in the plant defense responses to infection by the cereal cyst nematode Heterodera avenae. In the present study, PCR marker analysis using Sears’s aneuploid wheat lines cv. ‘Chinese Spring’ was used to locate four genes encoding peroxidase isozymes. The TaPrx111-A, TaPrx112-D and TaPrx113-F genes were located on the short arm of chromosome 2B and the TaPrx109-C on the long arm of chromosome 1B. These results would agree with the synteny between wheat and rice chromosomes previously established in other studies.

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La resistencia genética mediada por los genes R es uno de los sistemas de defensa de las plantas frente a patógenos y se activa una vez que los patógenos han superado la defensa basal que otorgan la cutícula y pared celular. Los mecanismos de resistencia genética se inician a su vez, por el reconocimiento de productos derivados de genes de avirulencia de los patógenos (avr) por parte de las proteínas R. Tanto la respuesta de defensa basal como la respuesta de defensa por genes R están influenciadas por patrones de regulación hormonal, que incluye a las principales hormonas vegetales ácido salicílico (SA), ácido jasmónico (JA) y etileno (ET). En tomate (Solanum lycopersicum) uno de los genes R es el gen MiG1, que confiere resistencia a nematodos formadores de nódulos (Meloidogyne javanica, M. incognita y M. arenaria). Uno de los eventos más importantes que caracterizan a la respuesta de resistencia es la reacción hipersensible (HR), que está mediada por la activación temprana de una serie de sistemas enzimáticos, entre los que destaca el de las peroxidasas (PRXs) Clase III. Su función es importante tanto para limitar el establecimiento y expansión del nematodo, al generar ambientes altamente tóxicos por su contribución en la producción masiva de ROS, como por su implicación en la síntesis y depósito de lignina generando barreras estructurales en el sitio de infección. Además de estos mecanismos de defensa asociados a la resistencia constitutiva, las plantas pueden desarrollar resistencia sistémica adquirida (SAR) que en la naturaleza ocurre, en ocasiones, en una fase posterior a que la planta haya sufrido el ataque de un patógeno. Así mismo hay diferentes productos de origen químico como el benzotiadiazol o BTH (ácido S-metil benzol-(1,2,3)-tiadiozole-7-carbónico ester) que pueden generar esta misma respuesta SAR. Como resultado, la planta adquiere resistencia sistémica frente a nuevos ataques de patógenos. En este contexto, el presente trabajo aborda en primer lugar el análisis comparativo, mediante microarrays de oligonucleótidos, de los transcriptomas de los sistemas radicales de plantas de tomate de 8 semanas de edad de dos variedades, una portadora del gen de resistencia MiG1 (Motelle) y otra carente del mismo y, por tanto, susceptible (Moneymaker), antes y después de la infección por M. javanica. Previo a la infección se observó que la expresión de un gran número de transcritos era más acusada en la variedad resistente que en la susceptible, entre ellos el propio gen MiG1 o los genes PrG1 (o P4), LEJA1 y ER24, lo que indica que, en ausencia de infección, las rutas hormonales del SA, JA y ET están más activas en la raíz de la variedad resistente. Por el contrario, un número mucho menor de transcritos presentaban su expresión más reducida en Motelle que en Moneymaker, destacando un gen de señalización para sintetizar la hormona giberelina (GA). La infección por M. javanica causa importantes cambios transcripcionales en todo el sistema radical que modifican sustancialmente las diferencias basales entre plantas Motelle y Moneymaker, incluida la sobreexpresión en la variedad resistente de los transcritos de MiG1, que se reduce parcialmente, mientras que las rutas hormonales del SA y el JA continuan más activas que en la susceptible (evidente por los genes PrG1 y LEJA1). Además, los cambios asociados a la infección del nematodo se evidencian por las grandes diferencias entre los dos tiempos post-infección considerados, de tal forma que en la fase temprana (2 dpi) de la interacción compatible predomina la sobreexpresión de genes de pared celular y en la tardía (12 dpi) los relacionados con el ARN. En el análisis de la interacción incompatible, aunque también hay muchas diferencias entre ambas fases, hay que destacar la expresión diferencial común de los genes loxA y mcpi (sobrexpresados) y del gen loxD (reprimido) por su implicación en defensa en otras interacciones planta-patógeno. Cabe destacar que entre las interacciones compatible e incompatible hubo muy pocos genes en común. En la etapa temprana de la interacción compatible destacó la activación de genes de pared celular y la represión de la señalización; en cambio, en la interacción incompatible hubo proteínas principalmente implicadas en defensa. A los 12 días, en la interacción compatible los genes relacionados con el ARN y la pared celular se sobreexpresaban principalmente, y se reprimían los de proteínas y transporte, mientras que en la incompatible se sobreexpresaron los relacionados con el estrés, el metabolismo secundario y el de hormonas y se reprimieron los de ARN, señalización, metabolismo de hormonas y proteínas. Por otra parte, la técnica de silenciamiento génico VIGS reveló que el gen TGA 1a está implicado en la resistencia mediada por el gen MiG1a M. javanica. Así mismo se evaluó el transcriptoma de todo el sistema radical de la variedad susceptible tras la aplicación del inductor BTH, y se comparó con el transcriptoma de la resistente. Los resultados obtenidos revelan que el tratamiento con BTH en hojas de Moneymaker ejerce notables cambios transcripcionales en la raíz; entre otros, la activación de factores de transcripción Myb (THM16 y THM 27) y del gen ACC oxidasa. Las respuestas inducidas por el BTH parecen ser de corta duración ya que no hubo transcritos diferenciales comunes a las dos fases temporales de la infección comparadas (2 y 12 dpi). El transcriptoma de Moneymaker tratada con BTH resultó ser muy diferente al de la variedad resistente Motelle, ambas sin infectar, destacando la mayor expresión en el primero del gen LeEXP2, una expansina relacionada con defensa frente a nematodos. Las respuestas inducidas por los nematodos en Moneymaker-BTH también fueron muy distintas a las observadas previamente en la interacción incompatible mediada por MiG1, pues sólo se detectaron 2 genes sobreexpresados comunes a ambos eventos. Finalmente, se abordó el estudio de la expresión diferencial de genes que codifican PRXs y su relación con la resistencia en la interacción tomate/M. javanica. Para ello, se realizó en primer lugar el estudio del análisis del transcriptoma de tomate de la interacción compatible, obtenido en un estudio previo a partir de tejido radical infectado en distintos tiempos de infección. Se han identificado 16 unigenes de PRXs con expresión diferencial de los cuales 15 se relacionan por primera vez con la respuesta a la infección de nematodos. La mayoría de los genes de PRXs identificados, 11, aparecen fuertemente reprimidos en el sitio de alimentación, en las células gigantes (CG). Dada la implicación directa de las PRXs en la activación del mecanismo de producción de ROS, la supresión de la expresión génica local de genes de PRXs en el sitio de establecimiento y alimentación pone de manifiesto la capacidad del nematodo para modular y superar la respuesta de defensa de la planta de tomate en la interacción compatible. Posteriormente, de estos genes identificados se han elegido 4: SGN-U143455, SGN-U143841 y SGN-U144042 reprimidos en el sitio de infección y SGN-U144671 inducido, cuyos cambios de expresión se han determinado mediante análisis por qRT-PCR y de hibridación in situ en dos tiempos de infección (2 dpi y 4 dpi) y en distintos tejidos radicales de tomate resistente y susceptible. Los patrones de expresión obtenidos demuestran que en la interacción incompatible la transcripción global de los 4 genes estudiados se dispara en la etapa más temprana en el sitio de infección, detectándose la localización in situ de transcritos en el citoplasma de las células corticales de la zona meristemática afectadas por el nematodo. A 4 dpi se observó que los niveles de expresión en el sitio de infección cambian de tendencia y los genes SGN-U144671 y SGN-U144042 se reprimen significativamente. Los diferentes perfiles de expresión de los genes PRXs en los dos tiempos de infección sugieren que su inducción en las primeras 48 horas es crucial para la respuesta de defensa relacionada con la resistencia frente a la invasión del nematodo. Por último, al analizar el tejido radical sistémico, se detectó una inducción significativa de la expresión en la fase más tardía de la infección del gen SGN-U144042 en el genotipo susceptible y del SGN-U143841 en ambos genotipos. En este estudio se describe por primera vez la inducción de la expresión sistémica de genes de PRXs en tomate durante la interacción compatible e incompatible con M. javanica lo que sugiere su posible implicación funcional en la respuesta de defensa SAR activada por la infección previa del nematodo. ABSTRACT Plants defend themselves from pathogens by constitutive and/or induced defenses. A common type of induced defense involves plant resistance genes (R), which are normally activated in response to attack by specific pathogen species. Typically, a specific plant R protein recognizes a specific pathogen avirulence (avr) compound. This initiates a complex biochemical cascade inside the plant that results in synthesis of antipathogen compounds. This response can involve chemical signaling, transcription, translation, enzymes and metabolism, and numerous plant hormones such as salicylic acid (SA), jasmonates (JA) and ethylene (ET). Induced plant defense can also activate Class III peroxidases (PRXs), which produce reactive oxygen species (ROS), regulate extracellular H2O2, and play additional roles in plant defense. R-gene activation and the resulting induced defense often remain localized in the specific tissues invaded by the plant pathogen. In other cases, the plant responds by signaling the entire plant to produce defense compounds (systemic induction). Plant defense can also be induced by the exogenous application of natural or synthetic elicitors, such as benzol-(1,2,3)-thiadiazole-7-carbothionic acid. There is much current scientific interest in R-genes and elicitors, because they might be manipulated to increase agricultural yield. Scientists also are interested in systemic induction, because this allows the entire plant to be defended. In this context, one of the aims of this investigation was the transcriptoma analysis of the root systems of two varieties of tomato, the resistant variety (Motelle) that carrier MiG1 and the susceptible (Moneymaker) without MiG1, before and after infection with M. javanica. The overexpression was more pronounced in the transcriptoma of the resistant variety compared with susceptible, before infection, including the MiG1 gene, PrG1 (or P4) genes, LEJA1 and ER24, indicating that hormone SA, JA and ET are active in the resistant variety. Moreover, GA hormone presents an opposite behavior. M. javanica infection causes significant transcriptional changes in both compatible (Moneymaker-M. javanica) and incompatible (Motelle-M. javanica) interaction. In the incompatible transcriptome root system, was notably reduced the expression of the MiG1 gene, and a continuity in the expression of the hormonal pathways of SA and JA. In other hand, transcriptional profile changes during compatible interaction were associated with nematode infection. The large differences between the two times point infection considered (2 dpi and 12 dpi) indicates an overexpression of cell wall related genes in the first phase, and conversely an overexpression of RNA genes in the late phase. Transcriptoma analysis of incompatible interaction, although there were differences between the two phases, should be highlighted the common differential gene expression: loxA and mcpi (overexpressed) and loxD gene (suppressed), as they are involved in defenses in other plant-pathogen interactions. The VIGS tool has provided evidence that TGA 1a is involved in MiG1 mediated resistance to M. javanica. Likewise, the systemic application of BTH was assessed and compared with susceptible and resistant variety. Root system transcriptoma of BTH treatment on leaves showed the activation of Myb transcription factors (THM16 and THM27), the ACC oxidase gene. and the LeEXP2 gene, encoding for an expansin enzyme, related with defense against nematodes. The activation appears to be reduced by subsequent infection and establishment of nematodes. To assist in elucidate the role of tomato PRXs in plant defence against M. javanica, the transcriptome obtained previously from isolated giant cells (GC) and galls at 3 and 7 dpi from the compatible interaction was analysed. A total of 18 different probes corresponding to 16 PRX encoding genes were differentially expressed in infection site compared to the control uninfected root tissues. Most part of them (11) was down-regulated. These results yielded a first insight on 15 of the PRX genes responding to tomato–Meloidogyne interaction and confirm that repression of PRX genes might be crucial for feeding site formation at the initial stages of infection. To study the involvement of PRX genes in resistance response, four genes have been selected: SGN-U143455, SGN-U143841 and SGN-U144042 consistently down-regulated and SGN-U144671 consistently up-regulated at infection site in compatible interaction. The expression changes were determined by qRT-PCR and in situ location at 2 dpi and 4 dpi, and in different root tissues of resistant and susceptible plants. Early upon infection (2 dpi), the transcripts levels of the four genes were strongly increased in infected tissue of resistant genotype. In situ hybridization showed transcript accumulation of them in meristem cortical cells, where the nematode made injury. The results obtained provide strong evidence that early induction of PRX genes is important for defence response of the resistance against nematode invasion. Moreover, the induction patterns of SGN-U144042 gene observed at 4 dpi in distal noninfected root tissue into the susceptible genotype and of SGN-U143841 gene in both genotypes suggest a potential involvement of PRX in the systemic defence response.

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Alt a 1 is a protein found in Alternaria alternata spores related to virulence and pathogenicity and considered to be responsible for chronic asthma in children. We found that spores of Alternaria inoculated on the outer surface of kiwifruits did not develop hyphae. Nevertheless, the expression of Alt a 1 gene was upregulated, and the protein was detected in the pulp where it co-localized with kiwi PR5. Pull-down assays demonstrated experimentally that the two proteins interact in such a way that Alt a 1 inhibits the enzymatic activity of PR5. These results are relevant not only for plant defense, but also for human health as patients with chronic asthma could suffer from an allergic reaction when they eat fruit contaminated with Alternaria.

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Diante do sofrimento e das questões enfrentadas por pais e mães de crianças diagnosticadas com paralisia cerebral, o presente trabalho estudou aspectos psicodinâmicos e adaptativos. Para tanto, foi realizado estudo clínico, de recorte diagnóstico, em que participaram dois pais e duas mães de crianças com paralisia cerebral que contavam de 1 a 5 anos de idade. Os pais e mães passaram por entrevistas clínicas preventivas orientadas pela EDAO e pela técnica de Desenho-Estória com Tema. A análise do material obtido indicou que todos eles passaram por período de crise após a notícia do diagnóstico da criança e, na atualidade, foram classificados como tendo Adaptação Ineficaz, sendo que os dois pais e uma mãe tinham Adaptação Ineficaz Severa, uma mãe Adaptação Ineficaz Moderada. Com relação aos aspectos intra-píquicos, foram identificadas defesas primitivas nessa lida com o sofrimento ocasionado pela deficiência da criança. Concluiu-se que os recursos internos anteriores ao nascimento da criança e à própria personalidade de cada pai/mãe foi preponderante em sua adaptação e que a paralisia cerebral da criança afetou todos os setores adaptativos dos pais e mães.(AU)

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Diante do sofrimento e das questões enfrentadas por pais e mães de crianças diagnosticadas com paralisia cerebral, o presente trabalho estudou aspectos psicodinâmicos e adaptativos. Para tanto, foi realizado estudo clínico, de recorte diagnóstico, em que participaram dois pais e duas mães de crianças com paralisia cerebral que contavam de 1 a 5 anos de idade. Os pais e mães passaram por entrevistas clínicas preventivas orientadas pela EDAO e pela técnica de Desenho-Estória com Tema. A análise do material obtido indicou que todos eles passaram por período de crise após a notícia do diagnóstico da criança e, na atualidade, foram classificados como tendo Adaptação Ineficaz, sendo que os dois pais e uma mãe tinham Adaptação Ineficaz Severa, uma mãe Adaptação Ineficaz Moderada. Com relação aos aspectos intra-píquicos, foram identificadas defesas primitivas nessa lida com o sofrimento ocasionado pela deficiência da criança. Concluiu-se que os recursos internos anteriores ao nascimento da criança e à própria personalidade de cada pai/mãe foi preponderante em sua adaptação e que a paralisia cerebral da criança afetou todos os setores adaptativos dos pais e mães.(AU)

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Este estudo teve como objetivos investigar aspectos da dinâmica intrapsíquica de mães de crianças institucionalizadas em abrigo por ordem judicial, e identificar recursos defensivos utilizados por essas mães. Para atingir estes objetivos, realizou-se uma investigação clínica com estudo de três casos de mães de crianças abrigadas. Foram utilizados dois instrumentos: a) Roteiro de Entrevista roteiro de temas a serem abordados em uma ou mais entrevistas não diretivas de cunho clínico, a fim de auxiliar na investigação da psicodinâmica destas mães. b) Procedimento de Desenho Estória com Tema técnica projetiva que associa o uso de desenhos com estórias, como forma de explorar livre e dinamicamente os conteúdos da personalidade. A técnica permite o estudo das características formais e estruturais da personalidade, pois tem a particularidade de facilitar a expressão de aspectos inconscientes relacionados a pontos de angústias presentes, focos conflituosos e perturbações emergentes. Estes procedimentos foram realizados nas dependências da instituição (abrigo) onde as crianças estavam hospedadas. Os principais resultados comuns aos três casos foram: Ambigüidade e os Impeditivos de Crescimento a primeira mãe entrevistada ao mesmo tempo ataca a mãe que a abandona (mãe biológica e a mãe adotiva), em busca de uma mãe idealizada. Essa ambigüidade a impede de crescer. Nota-se a mesma tentativa de idealização na segunda mãe estudada que demonstra dificuldade em aceitar a atual situação em que vive e não consegue perceber que a aproximação de sua mãe é por causa da doença que ela adquiriu e não por continência. A terceira e última mãe entrevistada demonstra conteúdos persecutórios diante do abrigamento dos filhos e dificuldade de sentir gratidão. Os mecanismos predominantes que aparecem nos três casos são os de: idealização e regressão a estágios primitivos. Nota-se ainda, depressão, dificuldade de elaboração da posição depressiva. Estas mães não conseguem vivenciar continuamente a realidade psíquica, que implicaria na elaboração da posição depressiva, pois não conseguem fazer, ainda que tentem, uma comparação entre os mundos interno e externo, o que as levariam à uma melhor compreensão das semelhanças e diferenças. De modo que, a figura dos pais (principalmente da mãe) fica cindida entre aterrorizante e idealizada, porém os mecanismos predominantes são suas fantasias que propiciam idealização; identificação projetiva maciça. A persecutoriedade e a culpa, ao mesmo tempo parecem indicar a depressão que pode ser tão forte que levam à intensificação destes sentimentos. Há a presença da inveja que também intensifica as angústias persecutórias, requerendo mecanismos de defesa que violentam as funções psíquicas.(AU)

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Este estudo teve como objetivos investigar aspectos da dinâmica intrapsíquica de mães de crianças institucionalizadas em abrigo por ordem judicial, e identificar recursos defensivos utilizados por essas mães. Para atingir estes objetivos, realizou-se uma investigação clínica com estudo de três casos de mães de crianças abrigadas. Foram utilizados dois instrumentos: a) Roteiro de Entrevista roteiro de temas a serem abordados em uma ou mais entrevistas não diretivas de cunho clínico, a fim de auxiliar na investigação da psicodinâmica destas mães. b) Procedimento de Desenho Estória com Tema técnica projetiva que associa o uso de desenhos com estórias, como forma de explorar livre e dinamicamente os conteúdos da personalidade. A técnica permite o estudo das características formais e estruturais da personalidade, pois tem a particularidade de facilitar a expressão de aspectos inconscientes relacionados a pontos de angústias presentes, focos conflituosos e perturbações emergentes. Estes procedimentos foram realizados nas dependências da instituição (abrigo) onde as crianças estavam hospedadas. Os principais resultados comuns aos três casos foram: Ambigüidade e os Impeditivos de Crescimento a primeira mãe entrevistada ao mesmo tempo ataca a mãe que a abandona (mãe biológica e a mãe adotiva), em busca de uma mãe idealizada. Essa ambigüidade a impede de crescer. Nota-se a mesma tentativa de idealização na segunda mãe estudada que demonstra dificuldade em aceitar a atual situação em que vive e não consegue perceber que a aproximação de sua mãe é por causa da doença que ela adquiriu e não por continência. A terceira e última mãe entrevistada demonstra conteúdos persecutórios diante do abrigamento dos filhos e dificuldade de sentir gratidão. Os mecanismos predominantes que aparecem nos três casos são os de: idealização e regressão a estágios primitivos. Nota-se ainda, depressão, dificuldade de elaboração da posição depressiva. Estas mães não conseguem vivenciar continuamente a realidade psíquica, que implicaria na elaboração da posição depressiva, pois não conseguem fazer, ainda que tentem, uma comparação entre os mundos interno e externo, o que as levariam à uma melhor compreensão das semelhanças e diferenças. De modo que, a figura dos pais (principalmente da mãe) fica cindida entre aterrorizante e idealizada, porém os mecanismos predominantes são suas fantasias que propiciam idealização; identificação projetiva maciça. A persecutoriedade e a culpa, ao mesmo tempo parecem indicar a depressão que pode ser tão forte que levam à intensificação destes sentimentos. Há a presença da inveja que também intensifica as angústias persecutórias, requerendo mecanismos de defesa que violentam as funções psíquicas.(AU)

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Saponins are glycosylated plant secondary metabolites found in many major food crops [Price, K. R., Johnson, I. T. & Fenwick, G. R. (1987) CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 26, 27–133]. Because many saponins have potent antifungal properties and are present in healthy plants in high concentrations, these molecules may act as preformed chemical barriers to fungal attack. The isolation of plant mutants defective in saponin biosynthesis represents a powerful strategy for evaluating the importance of these compounds in plant defense. The oat root saponin avenacin A-1 fluoresces under ultraviolet illumination [Crombie, L., Crombie, W. M. L. & Whiting, D. A. (1986) J. Chem. Soc. Perkins 1, 1917–1922], a property that is extremely rare among saponins. Here we have exploited this fluorescence to isolate saponin-deficient (sad) mutants of a diploid oat species, Avena strigosa. These sad mutants are compromised in their resistance to a variety of fungal pathogens, and a number of lines of evidence suggest that this compromised disease resistance is a direct consequence of saponin deficiency. Because saponins are widespread throughout the plant kingdom, this group of secondary metabolites may have general significance as antimicrobial phytoprotectants.

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Griffonia simplicifolia leaf lectin II (GSII), a plant defense protein against certain insects, consists of an N-acetylglucosamine (GlcNAc)-binding large subunit with a small subunit having sequence homology to class III chitinases. Much of the insecticidal activity of GSII is attributable to the large lectin subunit, because bacterially expressed recombinant large subunit (rGSII) inhibited growth and development of the cowpea bruchid, Callosobruchus maculatus (F). Site-specific mutations were introduced into rGSII to generate proteins with altered GlcNAc binding, and the different rGSII proteins were evaluated for insecticidal activity when added to the diet of the cowpea bruchid. At pH 5.5, close to the physiological pH of the cowpea bruchid midgut lumen, rGSII recombinant proteins were categorized as having high (rGSII, rGSII-Y134F, and rGSII-N196D mutant proteins), low (rGSII-N136D), or no (rGSII-D88N, rGSII-Y134G, rGSII-Y134D, and rGSII-N136Q) GlcNAc-binding activity. Insecticidal activity of the recombinant proteins correlated with their GlcNAc-binding activity. Furthermore, insecticidal activity correlated with the resistance to proteolytic degradation by cowpea bruchid midgut extracts and with GlcNAc-specific binding to the insect digestive tract. Together, these results establish that insecticidal activity of GSII is functionally linked to carbohydrate binding, presumably to the midgut epithelium or the peritrophic matrix, and to biochemical stability of the protein to digestive proteolysis.

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Pyrrolizidine alkaloids are preformed plant defense compounds with sporadic phylogenetic distribution. They are thought to have evolved in response to the selective pressure of herbivory. The first pathway-specific intermediate of these alkaloids is the rare polyamine homospermidine, which is synthesized by homospermidine synthase (HSS). The HSS gene from Senecio vernalis was cloned and shown to be derived from the deoxyhypusine synthase (DHS) gene, which is highly conserved among all eukaryotes and archaebacteria. DHS catalyzes the first step in the activation of translation initiation factor 5A (eIF5A), which is essential for eukaryotic cell proliferation and which acts as a cofactor of the HIV-1 Rev regulatory protein. Sequence comparison provides direct evidence for the evolutionary recruitment of an essential gene of primary metabolism (DHS) for the origin of the committing step (HSS) in the biosynthesis of pyrrolizidine alkaloids.

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Several changes in cell morphology take place during the capping of surface receptors in Entamoeba histolytica. The amoebae develop the uroid, an appendage formed by membrane invaginations, which accumulates ligand–receptor complexes resulting from the capping process. Membrane shedding is particularly active in the uroid region and leads to the elimination of accumulated ligands. This appendage has been postulated to participate in parasitic defense mechanisms against the host immune response, because it eliminates complement and specific antibodies bound to the amoeba surface. The involvement of myosin II in the capping process of surface receptors has been suggested by experiments showing that drugs that affect myosin II heavy-chain phosphorylation prevent this activity. To understand the role of this mechanoenzyme in surface receptor capping, a myosin II dominant negative strain was constructed. This mutant is the first genetically engineered cytoskeleton-deficient strain of E. histolytica. It was obtained by overexpressing the light meromyosin domain, which is essential for myosin II filament formation. E. histolytica overexpressing light meromyosin domain displayed a myosin II null phenotype characterized by abnormal movement, failure to form the uroid, and failure to undergo the capping process after treatment with concanavalin A. In addition, the amoebic cytotoxic capacities of the transfectants on human colon cells was dramatically reduced, indicating a role for cytoskeleton in parasite pathogenicity.

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Salicylic acid (SA) plays an important role in signaling the activation of plant defense responses against pathogen attack including induction of pathogenesis-related (PR) proteins. To gain further insight into the SA-mediated signal transduction pathway, we have isolated and characterized a tobacco mosaic virus (TMV)-inducible myb oncogene homolog (myb1) from tobacco. The myb1 gene was induced upon TMV infection during both the hypersensitive response and development of systemic acquired resistance in the resistant tobacco cultivar following the rise of endogenous SA, but was not activated in the susceptible cultivar that fails to accumulate SA. The myb1 gene was also induced by incompatible bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. syringae during the hypersensitive response. Exogenous SA treatment rapidly (within 15 min) activated the expression of myb1 in both resistant and susceptible tobacco cultivars with the subsequent induction of PR genes occurring several hours later. Biologically active analogs of SA and 2,6-dichloroisonicotinic acid (a synthetic functional analog of SA), which induce PR genes and enhanced resistance, also activated the myb1 gene. In contrast, biologically inactive analogs were poor inducers of myb1 gene expression. Furthermore, the recombinant Myb1 protein was shown to specifically bind to a Myb-binding consensus sequence found in the promoter of the PR-1a gene. Taken together, these results suggest that the tobacco myb1 gene encodes a signaling component downstream of SA that may participate in transcriptional activation of PR genes and plant disease resistance.