Ascorbate biosynthesis and recycling genes are involved in the responses of garlic Allium sativum L. plants to Fusarium proliferatum infection

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The expression profile of key genes of ascorbate biosynthesis (VTC2, GPP, GalDH, GalLDH) and recycling (MDHAR1, MDHAR4, MDHAR5) was determined in response to infection with the fungal pathogen Fusarium proliferatum in garlic cultivars related (Podnebesny) and sensitive (Dubkovsky) to Fusarium rot. It was found that differences in resistance to Fusarium lead to discrepancies in the dynamics and expression of individual genes of the ascorbate pathway, as well as in ascorbate content. It was shown that in response to infection, the expression level of the MDHAR4 gene increases in the resistant cultivar and decreases in the Fusarium-sensitive accession. As infection progresses, the expression levels of the VTC2 and GalLDH genes increase significantly (higher in the cv. Dubkovsky than in the cv. Podnebesny). In both cultivars, the ascorbate content increases (1.5 times higher in the cv. Dubkovsky than in the cv. Podnebesny).

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Shchennikova

Institute of Bioengineering, Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Email: michel7753@mail.ru
Russian Federation, Moscow

E. Z. Kochieva

Institute of Bioengineering, Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Email: michel7753@mail.ru
Russian Federation, Moscow

M. A. Filyushin

Institute of Bioengineering, Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: michel7753@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Smirnoff N. // Free Radical Biology and Medicine. 2018. V. 22. P. 116–129.
  2. Gill S.S., Tuteja N. // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 48. P. 909.
  3. Apel K, Hirt H. // Annu. Rev. Plant Biol. 2004. V. 55. P. 373–399.
  4. Kuźniak E., Kopczewski T., Chojak-Koźniewska J. // In: Hossain, M., et al. (eds) Ascorbic Acid in Plant Growth, Development and Stress Tolerance. Springer. 2017.
  5. Zurbriggen M.D., Carrillo N., Hajirezaei M.R. // Plant Signal Behav. 2010. V. 5(4). P. 393–396.
  6. Barth C., Moeder W., Klessig D.F., et al. // Plant Physiol. 2004. V. 134(4). P. 1784–1792.
  7. Abou-Attia M.A., Wang X., Nashaat Al-Attala M., et al. // Physiol. Plant. 2016. V. 156(3). P. 262–277.
  8. Broad R.C., Bonneau J.P., Hellens R.P., et al. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. 1790.
  9. Ali B., Pantha S., Acharya R., et al. // J. Plant Physiol. 2019. V. 240. 152998.
  10. Anisimova O. K., Shchennikova A. V., Kochieva E.Z., et al. // Russian Journal of Genetics. 2022. V. 58(7). P. 773–782.
  11. Kuzniak E., Skłodowska M. // J. Exp. Bot. 2004. V. 55. P. 605–612.
  12. Anisimova O.K., Seredin T.M., Shchennikova A.V., et al. // Russian Journal of Plant Physiology. 2021. V. 68. P. 85–93.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. a – Change in the expression levels of genes for ascorbate biosynthesis and recycling in the roots of garlic varieties Podnebesny and Dubkovsky 24 and 96 hours after infection with the pathogenic fungus Fusarium proliferatum. Primers: AsVTC2 (5´-ggtgtcaagcgtgtgtatctg-3´; 5´-ttcccaaacagcgggattgac-3´), AsGPP (5´-ggtcacagaaactgataaagcatg-3´; 5´-catcagtaagtagtagcagtgcc-3´), AsGalDH (5´-cctctgtccgcaaggctttt-3´; 5´-ctaccacacttggtggacac-3´), AsGalLDH (5´-tggactgctaggagcaagagt-3´; 5´-gccttgcgttaggcgtcga-3´), AsMDHAR1 (5´-tttgaaccctggcgagcttg-3´; 5´-ctggcagtaagcgttctcca-3´), AsMDHAR4 (5´-cgcaggttatgcagctcttg-3´; 5´-cgcctacgcaagtatgaaatgc-3´), AsMDHAR5 (5´-ggggctcgcatagataagttga-3´; 5´-tcccacggacttattcagcc-3´). b – Gene expression data (A), normalized to control. The expression level values ​​in the control at each point (24 and 96 h) are taken as 1; the expression level values ​​in the experimental (infected) samples are recalculated proportionally to the control. The color scale from blue to red corresponds to the dynamics of gene expression from decrease to increase (vs control). hpi – hours after infection

Download (572KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Changes in the AK content in the roots of garlic varieties Podnebesny and Dubkovsky 24 and 96 hours after infection with the pathogenic fungus Fusarium proliferatum. hpi – hours after infection

Download (82KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».