Fungal secondary metabolites constitute a wide variety of compounds which either playa vital role in agricultural, pharmaceutical and industrial contexts, or have devastating effects on agriculture, animal and human affairs by virtue of their toxigenicity. Owing to their beneficial and deleterious characteristics, these complex compounds and the genes responsible for their synthesis have been the subjects of extensive investigation by microbiologists and pharmacologists. A majority of the fungal secondary metabolic genes are classified as type I polyketide synthases (PKS) which are often clustered with other secondary metabolism related genes. In this review we discuss on the significance of our recent discovery of chalcone synthase (CHS) genes belonging to the type III PKS superfamily in an industrially important fungus, Aspergillus oryzae. CHS genes are known to playa vital role in the biosynthesis of flavonoids in plants. A comparative genome analyses revealed the unique character of A. oryzae with four CHS-like genes (csyA, csyB, csyC and csyD) amongst other Aspergilli (Aspergillus nidulans and Aspergillus fumigatus) which contained none of the CHS-like genes. Some other fungi such as Neurospora crassa, Fusarium graminearum, Magnaporthe grisea, Podospora anserina and Phanerochaete chrysosporium also contained putative type III PKSs, with a phylogenic distinction from bacteria and plants. The enzymatically active nature of these newly discovered homologues is expected owing to the conservation in the catalytic residues across the different species of plants and fungi, and also by the fact that a majority of these genes (csyA, csyB and csyD) were expressed in A. oryzae. While this finding brings filamentous fungi closer to plants and bacteria which until recently were the only ones considered to possess the type III PKSs, the presence of putative genes encoding other principal enzymes involved in the phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis (viz., phenylalanine ammonia-lyase, cinnamic acid hydroxylase and p-coumarate CoA ligase) in the A. oryzae genome undoubtedly prove the extent of its metabolic diversity. Since many of these genes have not been identified earlier, knowledge on their corresponding products or activities remain undeciphered. In future, it is anticipated that these enzymes may be reasonable targets for metabolic engineering in fungi to produce agriculturally and nutritionally important metabolites.
Blast disease caused by the fungal pathogen, Magnaporthe oryzae, is one of the most damaging diseases in rice. The use of resistant varieties is an effective measure to control the disease, however, many resistant varieties were broken down to their resistance effects by the differentiating of new virulent isolates. This study was done to analyze the haplotypes of 31 microsatellite markers linked to five major R genes and two QTLs and to identify the alleles for the putatively novel genes related to durable resistance to blast in 56 Korean japonica and four indica varieties. The 31 microsatellite markers produced 2 to 13 alleles(mean = 5.4) and had PICi values ranging from 0.065 to 0.860(mean=0.563) among the 60 rice accessions. Cluster analysis based on allele diversities of 31 microsatellite markers grouped into 60 haplotypes and ten major clusters in 0.810 genetic similarity. A subcluster IV-1 grouped of early flowering varieties harboring Piz and/or Pi9(t) on chromosome 6 and Pita/Pita-2 gene on chromosome 12. The other subcluster V-1 consisted of four stable resistance varieties Donghae, Seomjin, Palgong and Milyang20. The analysis of putative QTLs associated with seven blast resistance genes using ANOVA and linear regression showed high significance to blast resistance across regions and isolates in the markers of two genes Piz and/or Pi9(t) and Pita/Pita-2. These results illustrate the utility of microsatellite markers to identify rice varieties is likely carrying the same R genes and QTLs and rice lines with potentially novel resistant gene.
Plant disease resistance occurs as a hypersensitive response (HR) at the site of attempted pathogen invasion. This specific event is initiated in response to recognition of pathogen-associated molecular pattern (PAMP) and subsequent PAMP-triggered immunity (PTI) and effector-triggered immunity (ETI). Both PTI and ETI mechanisms are tightly connected with reactive oxygen species (ROS) production and disease resistance that involves distinct biphasic ROS production as one of its pivotal plant immune responses. This unique oxidative burst is strongly dependent on the resistant cultivars because a monophasic ROS burst is a hallmark of the susceptible cultivars. However, the cause of the differential ROS burst remains unknown. In the study here, we revealed the plausible underlying mechanism of the differential ROS burst through functional understanding of the Magnaporthe oryzae (M. oryzae) AVR effector, AVR-Pii. We performed yeast two-hybrid (Y2H) screening using AVR-Pii as bait and isolated rice NADP-malic enzyme2 (Os-NADP-ME2) as the rice target protein. To our surprise, deletion of the rice Os-NADP-ME2 gene in a resistant rice cultivar disrupted innate immunity against the rice blast fungus. Malic enzyme activity and inhibition studies demonstrated that AVR-Pii proteins specifically inhibit in vitro NADP-ME activity. Overall, we demonstrate that rice blast fungus, M. oryzae attenuates the host ROS burst via AVR-Pii-mediated inhibition of Os-NADP-ME2, which is indispensable in ROS metabolism for the innate immunity of rice. This characterization of the regulation of the host oxidative burst will help to elucidate how the products of AVR genes function associated with virulence of the pathogen.
Lee, C. H.;C. U. Han;K. S. Jang;Park, Y. H.;H. K. Lim;Kim, J.C.;Park, G. J.;J.S. Cha;Park, J. E.
Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
/
2003.10a
/
pp.67.2-68
/
2003
A rice cultivar, Taebaegbyeo, is highly resistant to rice blast and moderately resistant to bacterial leaf blight (BLB) caused by Magnaporthe grisea and Xanthomonas oryzae pv. oryzae, respectively. To study the rice disease resistance mechanism, we generated rice deletion M3 mutants by gamma-ray irradiation. Blast and BLB responses of 16,000 M3 mutants were screened by inoculating mixtures of 4 races (KJ-201, H-1113a, KI-313, KI-409) of M. grisea and 3 Korean races of X. oryzae pv. oryzae. We selected so far 21 M3 mutants of Taebaegbyeo showing high susceptibility to the diseases. One of the mutants, KCT-6417, was susceptible to KI-1113a race of M. grisea, suggesting the deletion of a race-specific blast resistance gene in the mutant. To isolate rice genes involved in blast resistance and defense response, we take a PCR-based suppression subtractive hybridization approach using cDNAs of blast-inoculated wild type and the KCT-6417 as a tester and a driver, respectively. Genes specifically expressed in the wild type will be presented. The selected genes would give us a clue to understand mechanism for the race specific resistance and defense responses against M. grisea H-1113a in Taebaegbyeo.
Yu, Sang-Mi;Jeong, Ui-Seon;Lee, Ha Kyung;Baek, So Hyeon;Kwon, Soon Jong;Lee, Yong Hoon
Research in Plant Disease
/
v.20
no.3
/
pp.189-195
/
2014
Genetic engineering is being used to enhance disease resistance and nutritional value of crops including rice plant. Considering the fast-growing agricultural biotechnology and rapidly increasing global area of transgenic crops, the risk evaluation on environment is necessary. In this study, we surveyed the difference of disease occurrence between transgenic rice variety, Iksan526 transformed with peanut stilbene synthase gene and non-transgenic rice varieties, Dongjin and Nampyeong in the field. Moreover, the possibility of gene transfer from transgenic rice to bacterial and fungal pathogens was investigated. The results of this study indicated that there was no significant difference in the occurrence and severity of the diseases between Iksan526 and Dongjin or Nampyeong. In addition, the results suggested that rice pathogen, such as Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Rhizoctonia solani and Magnaporthe grisea did not take up stilbene synthase and bar genes under natural conditions. Moreover the transformed DNA was not transferred to the pathogens even in repetitive contacts.
The rice blast fungus, Magnaporthe oryzae, is an important pathogen of rice plants. It is well known that genes encoded in the genome have different evolutionary histories that are related to their functions. Phylostratigraphy is a method that correlates the evolutionary origin of genes with evolutionary transitions. Here we applied phylostratigraphy to partition total gene content of M. oryzae into distinct classes (phylostrata), which we designated PS1 to PS7, based on estimation of their emergence time. Genes in individual phylostrata did not show significant biases in their global distribution among seven chromosomes, but at the local level, clustering of genes belonging to the same phylostratum was observed. Our phylostrata-wide analysis of genes revealed that genes in the same phylostratum tend to be similar in many physical and functional characteristics such as gene length and structure, GC contents, codon adaptation index, and level of transcription, which correlates with biological functions in evolutionary context. We also found that a significant proportion of genes in the genome are orphans, for which no orthologs can be detected in the database. Among them, we narrowed down to seven orphan genes having transcriptional and translational evidences, and showed that one of them is implicated in asexual reproduction and virulence, suggesting ongoing evolution in this fungus through lineage-specific genes. Our results provide genomic basis for linking functions of pathogenicity factors and gene emergence time.
Song Hee, Lee;Young Taek, Oh;Do-Yeon, Lee;Eunbyeol, Cho;Byung Su, Hwang;Junhyun, Jeon
The Plant Pathology Journal
/
v.38
no.6
/
pp.685-691
/
2022
Plants produce chemicals of immense diversity that provide great opportunities for development of new antifungal compounds. In search for environment-friendly alternatives to the fungicide of current use, we screened plant extracts obtained from more than eight hundred plant materials collected in Korea for their antifungal activity against the model plant pathogenic fungus, Magnaporthe oryzae. This initial screening identified antifungal activities from the eleven plant extract samples, among which nine showed reproducibility in the follow-up screening. These nine samples were able to suppress not only M. oryzae but also other fungal pathogens. Interestingly, the plant extracts obtained from Actinostemma lobatum comprised five out of eight samples, and were the most effective in their antifungal activity. We found that butanol fraction of the A. lobatum extract is the most potent. Identification and characterization of antifungal substances in the A. lobatum extracts would provide the promising lead compounds for new fungicide.
Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
/
2003.10a
/
pp.105.3-106
/
2003
Bacillus subtilis strain BAC02-4 was tested for its ability induced systemic resistance(ISR) in rice against Magnaporthe grisea We extend these studies to investigate the biological induction of systemic resistance in rice following treatment with the inducer isolate BAC02-4 and naturally infested with Pyricularia oryzae. We also determine levels of ISR activity during the period between disease development and the onset of systemic resistance. Comparition of lesion number according to applied concentration of BAC02-4 to 'Nagdongbyeo' when naturally infested with the conidia of P. grisea. Results from the blast nusery trial using the 'Nagdongbyeo' showed very low rice blast severity with the inducer concentration of 10$\^$8/ cfu level. Considering the low level of treatment and untreated control were observed to have developed typical susceptible lesion type. Highest protection against the rice blast pathogen when applied three times with 5 days interval as root drench at 5 to 6 leaf stage before pathogen challenge. But higher dose of bacterial inducer produced a little stunted plants with less number lesions and delayed disease development. Diseased leaf area of treated with suspension of the isolate which gave about 80% of control efficacy at 20 days later comparable to that in noninfested, inducer-free soil.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.