Tài liệu Miến dịch học thực vật chương 5 docx

Miễn dịch bẩm sinh... Innate immune system Adaptive immune systemspecific response Exposure leads to immediate maximal response Lag time between exposure and maximal response Cell-medi

Chương 5 Miễn dịch bẩm sinh

Mi n d ch b m ễ ị ẩ sinh đ ng v t ộ ậ

(adaptive immunity)

• đ c hi u ặ ệ

• T o kháng th ạ ể

• kéo dài

Mi n d ch b m ễ ị ẩ sinh th c v t ự ậ

Innate immune system Adaptive immune system

specific response Exposure leads to

immediate maximal

response

Lag time between exposure and maximal response

Cell-mediated and humoral

No immunological memory Exposure leads to

immunological memory

Found in nearly all forms

of life Found only in jawed vertebrates

b nh ệ

=> Bài 1

Sự giống nhau giữa MDĐ V và MDTV

Để có thể kích hoạt các phản ứng kháng hay miễn dịch, tế bào động vật cũng như thực vật phải có khả năng nhận biết được các tác nhân vi sinh vật ngoại lai

Sự giống nhau giữa MDĐ V và MDTV

Các tác nhân vi sinh vật hình thành các phân tử gọi là các mô hình phân tử ký hiệu là MAMP hay PAMP

1 MAMP (Microbe-Associated Molecular Pattern): mô hình phân

tử có nguồn gốc từ vi sinh vật nói chung

2 PAMP (Pathogen-Associated Molecular Pattern): mô hình phân

tử có nguồn gốc từ tác nhân gây bệnh.

Một số ví dụ về các MAMP/PAMP:

• Lipopolysacharide (LPS) của vi khuẩn Gram (-)

• Peptidoglycan của vi khuẩn Gram (+)

• Flagellin của lông roi vi khuẩn

• Glucan, chitin của vách tế bào nấm

So sánh MAMP/PAMP và AvrProtein

• Gi ng: đ u đ ố ề ượ c nh n bi t b i PRR (pattern ậ ế ở recognition receptor)

• => S phân chia đang ngày càng kém rõ ràng ự

(nhiều ngoại lệ)

 Có thể thiếu

Mi n d ch b m sinh th c v t ễ ị ẩ ự ậ “ h th ng giám sát nh m phát ệ ố ằ

hi n s có m t và b n ch t ệ ự ặ ả ấ

c a s xâm nhi m và t o ra ủ ự ễ ạ phòng tuy n phòng th c a ký ế ủ ủ chủ ”

Tính kháng cao Tính kháng thấp

Tính kháng c b n = tính kháng đ ơ ả ượ c

kh i đ ng b i MAMP/PAMP ở ộ ở

Tính kháng không đ c hi u ặ ệ

Hai ví d MAMP/PAMP ụ 1.Flagellin

2.Harpin

Zipfel & Felix 2005 Curr Opin Plant

flg22

 Là protein c u t o nên lông roi (flagella) vi ấ ạ khu n gram (-) ẩ

 M i lông roi g m hàng ngàn flagellin ỗ ồ

 Flagellin ch a m t motif nhân bi t g m 22 ứ ộ ế ồ

aa (đo n fgl22) ạ

 C m ng t o callose, PR protein ả ứ ạ

Vd MAMP/PAMP 2: Harpin

 Harpin là các protein đ ượ c mã hóa b i ở

gen hrp (hypersensitive response and

pathogenicity) c a vi khu n gram (-) ủ ẩ

 N m trên màng t bào vi khu n, tham gia ằ ế ẩ

Các h th ng ti t c a vi khu n ệ ố ế ủ ẩ

 H th ng ệ ố

ti t lo i III ế ạ

Hai mô hình t ươ ng tác R – Avr proteins

Mô hình Elicitor – Receptor (tr c ự

khu n ẩ P syringae

và protein kháng RPM1 c a cây ủ Arabidopsis v i ớ guardee là protein RIN4 => tính

kháng đ c hi u ặ ệ

Gián ti p ế

Lúa  Nấm Pyricularia oryzae

Pi-ta  AVR-Pita

T ươ ng tác tr c ti p: (1) Pita - AvrPita ự ế

AvrPita

T ươ ng tác tr c ti p: (1) Pita - AvrPita ự ế

HR

Inactive AtMKK4/5

Active AtMKK4/5

P

Phản ứng phòng thủ

MAPKKK

T ươ ng tác tr c ti p: (2) FLS2 – Fgl22 ự ế

Arabidopsis  Pseudomonas syringae

RPM1 / RIN4  AVR-Rpm1

Guardee Gen kháng

T ươ ng tác gián ti p: RPM1 – AvrRpm1 ế

T ươ ng tác gián ti p: RPM1 – AvrRpm1 ế

Thi u RPM1 ế

Pseudomonas syringae

LRR

CC NBS

RPM1

RIN4

P P P

Quan h tính kháng không đ c hi u – ệ ặ ệ tính kháng đ c hi u – vai trò effector ặ ệ

Quan hệ tương hợp

Quan hệ không tương hợp

Tính kháng cao Tính kháng thấp

Effector (Avr)

R

Quan h tính kháng không đ c hi u – ệ ặ ệ tính kháng đ c hi u – vai trò effector ặ ệ

IV

D n truy n tín hi u ẫ ề ệ

1.Đ ườ ng h ướ ng SA 2.Đ ườ ng h ướ ng JA/ET 3.Dòng thác ion/oxy hóa 4.Đ ườ ng h ướ ng MAPK

Đ ườ ng h ướ ng SA (salicyclic acid)

Đ ườ ng h ướ ng SA (salicyclic acid)

Vai trò c a SA đã đ ủ ượ c ch ng minh: ứ

1 X lý SA trên cây thu c lá => gi m tri u ch ng do TMV và ử ố ả ệ ứ tích lũy nhi u PR protein ề

2 Lây nhi m TMV trên thu c lá => hàm l ễ ố ượ ng SA tăng c c b ụ ộ (t i v trí lây nhi m) và h th ng (toàn cây) ạ ị ễ ệ ố

3 Cây Arabidopsis chuy n gen NahG (naphthalene hydroxylase ể G) c a vi khu n Pseudomonas putida (là gen mã hóa salicylate ủ ẩ hydroxylase, m t enzyme chuy n SA thành d ng b t ho t là ộ ể ạ ấ ạ catechol) đã bi u hi n tính m n c m cao đ i v i nhi u lo i ể ệ ẫ ả ố ớ ề ạ tác nhân gây b nh khác nhau nh n m, vi khu n và virus ệ ư ấ ẩ

4 Cây ch a các đ t bi n m t kh năng tích lũy SA nh eds4, ứ ộ ế ấ ả ư eds5 (enhanced disease susceptibility), sid1, sid2 (SA

induction-deficient), pad4 (phytoalexin-deficient) bi u hi n ể ệ

Đ ườ ng h ướ ng JA/ET (jasmonic acid/ethylene)

• Jasmonic acid (JA) và ethylen (ET) cũng

là các phytohormon

• Đ ườ ng h ướ ng JA/ET th ườ ng do các tác

nhân gây b nh nhóm necrotroph và c ệ ả

t n th ổ ươ ng do côn trùng

Đ ườ ng h ướ ng JA/ET (jasmonic acid/ethylene)Vai trò c a JA/ET đã đ ủ ượ c ch ng minh: ứ

1 Cây Arabidopsis mang các đ t bi n nh : ộ ế ư

• m t kh năng hình thành JA nh fad3/fad7/fad8 ấ ả ư

• m t kh năng ti p nh n JA nh coi1 ấ ả ế ậ ư

• kháng JA nh jar1 ư

• trơ với ET như ein2

=> m n c m v i nhi u tác nhân nhóm necrotroph (n m ẫ ả ớ ề ấ

Alternaria brassicicola, Botrytis cinerea, Pythium, vi khu n ẩ Erwinia carotovora

• X lý JA ho c ET => cây s bi u hiên gen PDF1-2 (mã hóa ử ặ ẽ ể protein phòng th là defensin) và Thi2-1 (mã hóa protein ủ

phòng th là thionin), hel (hevein-like protein) và chib ủ

(chitinaseB) Các gen này đ c xem là d u hi u ph bi n

Đ ng h ng JA/ET (c m ườ ướ ả

Đ ng h ng JA/ET (c m ườ ướ ả

ng = methyl jasmonic

ứ acid)

Đ i ch ng ố ứ

MPMI 2002, 15, 1: 27-34.

S khác nhau gi a 2 đ ự ữ ườ ng h ướ ng SA và JA/ET

Biotroph  SA Necrotroph  JA/ET

• Quan sát 7 ngày sau lây nhi m ễ

Quan h gi a đ ệ ữ ườ ng h ướ ng SA và JA/ET

2 đ ườ ng h ướ ng SA và JA/ET không hoàn toàn đ c l p ộ ậ

v i nhau mà có t ớ ươ ng tác v i nhau ớ

2 đ ườ ng h ướ ng đ u có nh h ề ả ưở ng thu n và ngh ch nh ng ậ ị ư nhìn chung, m i ố quan h ngh ch (đ i kháng) là ph ệ ị ố ổ

bi n ế Ví d cây Arabidopsis mang gen kháng eds1 và ụ

pad4 (gi m tích lũy SA) đã làm tăng kh năng bi u hi n ả ả ể ệ

c a đ ủ ườ ng h ướ ng JA/ET.

Quan h đ i kháng này c n đ ệ ố ầ ượ c xem xét khi ng d ng ứ ụ

th c t vì khi t o SAR đ ch ng b nh theo đ ự ế ạ ể ố ệ ườ ng

h ướ ng SA thì SAR theo đ ườ ng h ướ ng JA/ET có th b ể ị

c ch d n t i cây d b nhi m côn trùng gây h i.

Các protein màng : Kinase

Phosphatase Phospholipase G-protein

2NADP 2NADPH

ROS (H 2 O 2 , HO 2 , O 2

-…

O2

Lignin hóa crosslingking

Nhân Các gen phòng thủ kênh ion

NADPH oxidase

Dòng thác ion /oxy hóa

Đ ườ ng h ướ ng MAPK

 Đ ườ ng h ướ ng MAPK là đ ườ ng h ướ ng

 Đ ườ ng h ướ ng MAPK d a vào s nh n ự ự ậ

bi t thông qua PAMP/MAMP ế

Đ ườ ng h ướ ng MAPK

 MAPK (mitogen activated protein kinase) là

m t protein kinase đ c hi u serin/threonin ộ ặ ệ

có nghĩa nó s phosphorin hóa nhóm OH ẽ

Ví d receptor ngo i bào: FLS2 ụ ạ

FLS2 là m t receptor kinase xuyên màng v i ộ ớ

đo n l p giàu leucin (LRR) n m phía ngoài ạ ặ ằ

màng t bào (ch u trách nhi m nh n bi t) và ế ị ệ ậ ế

m t vùng có ho t tính kinase n m trong t ộ ạ ằ ế bào ch t ấ

Inactive AtMKK4/5

Active AtMKK4/5

P

Phản ứng phòng thủ

MAPKKK

Vd đ ườ ng h ướ ng MAPK: FLS2 & Fgl22

Mi n d ch t p ễ ị ậ

nhi m h ễ ệ

th ng (SAR) ố

• Tính kháng bi u ể

hi n h th ng ệ ệ ố (xa đi m xâm ể nhi m ban đ u) ễ ầ

Tính kháng t p nhi m h th ng (SAR) ậ ễ ệ ố

Đ c đi m ặ ể

• D u hi u phân t đ c tr ng c a SAR là SA: nhanh ấ ệ ử ặ ư ủ trong vòng vài gi (4-6 gi ) sau lây nhi m và nhân ờ ờ ễ lên nhanh chóng;

• Bi u hi n toàn cây sau kho ng 24 gi ể ệ ả ờ

• di chuy n th ể ườ ng t g c lên trên ng n ừ ố ọ

• kéo dài r t lâu, có th c đ i ấ ể ả ờ

C m ng SAR = ch t kích kháng ả ứ ấ

Tính kháng t p nhi m h th ng (SAR) ậ ễ ệ ố

• Nhi u h p ch t có kh năng c m ng ề ợ ấ ả ả ứ

SAR => ch t kích kháng ấ

• Tiêu chu n: m t hóa ch t ho c s n ẩ ộ ấ ặ ả

ph m chuy n hóa c a nó ph i không có ẩ ể ủ ả

ho t tính kháng sinh M t s thu c hóa ạ ộ ố ố

h c tr b nh ngoài ho t tính kháng n m ọ ừ ệ ạ ấ còn có kh năng c m ng SAR nh ả ả ứ ư

Fosetyl-Al (Aliet), metalaxyl, Cu(OH)2

C m ng SAR = ch t kích kháng ả ứ ấ

Tính kháng t p nhi m h th ng (SAR) ậ ễ ệ ố

N m ấ Blumeria graminis f.sp hordei /B nh ệ

ph n tr ng lúa mi n (gi ng m n c m) ấ ắ ế ố ẫ ả

Tính kháng t p nhi m h th ng ậ ễ ệ ố (SAR)C m ng SAR trên lúa mi n (barley) ả ứ ế

Không x lý INA ử Có x lý INA ử

X lý SA, BTH ho c INA có th nh h ử ặ ể ả ưở ng

t i x xâm nhi m c a n m ớ ự ễ ủ ấ Blumeria graminis