Differential gene expression in nematode-susceptible and -tolerant East African highland bananas following inoculation with non-pathogenic Fusarium oxysporum endophytes

Endophytic non-pathogenic Fusarium oxysporum isolates have been shown to reduce Radopholus similis populations through induced resistance. We used cDNA-AFLPs to identify genes induced in banana plants susceptible (cv Nabusa, AAA-EA) and tolerant (cv Kayinja, ABB) to the nematode following colonization by endophytic isolates Emb2.4o and V5w2. Nematode challenge of plants was carried out 30 days after endophyte inoculation and roots harvested for RNA extraction 3 days later. Fifty up-regulated genes were assigned putative identities. Of interest to the current study was the up-regulation of genes involved in signal transduction, cell wall strengthening, the jasmonic acid pathway and transport of defence molecules. The expression profiles of differentially expressed fragments with similarity to ABC transporter, coronatine insensitive 1 (COI1), lipoxygenase (LOX) and â 1,3-glucan synthase genes were confirmed using quantitative real-time PCR. Challenge of endophyte-inoculated plants with R. similis resulted in further up-regulation of the activities of â-1,3-glucan synthase and COI1 in the susceptible cv Nabusa, and that of COI1 and LOX in the tolerant cv Kayinja. Our results confirm induced resistance as a mode of action for F. oxysporum endophyte control of R. similis in banana. This investigation represents the first report of the isolation and identification of genes involved in the interaction between endophytic F. oxysporum and banana.
Les isolants endophytes non pathogènes de Fusarium oxysporum ont montré une réduction des populations Radopholus similis à travers la résistance induite. Nous avons utilisé l’ADNc-AFLPs pour identifier les gènes induits dans les bananiers sensibles (cv Nabusa, AAA-EA) et tolérant (cv Kayinja, ABB) au nématode suite à la colonisation par les endophytes isolants Emb2.4o et V5w2. Le défi de nématode des plantes a été effectué 30 jours après l’inoculation d’endophyte et de racines récoltées pour l’extraction de l’ARN 3 jours plus tard. Cinquante gènes régulés à la hausse ont été affectés d’identités putatives. L’intérêt pour l’étude actuelle a été la régulation positive des gènes impliqués dans la transduction du signal, le renforcement de la paroi cellulaire, la voie de l’acide jasmonique et le transport de molécules de défense. Les profils d’expression des fragments se sont différemment exprimés, présentant une similitude avec des transporteurs ABC, coronatine insensibles 1 (COI1), la lipoxygénase (LOX) et les gènes d’un 1,3-glucane synthase ont été confirmés par PCR quantitative en temps réel. Le défi des plantes inoculées avec endophytes R. similis a entraîné en outre une régulation des activités de A-1 ,3-glucane synthase et COI1 dans le cultivar sensible Nabusa, et celle de COI1 et LOX dans le cv tolérante Kayinja. Nos résultats confirment la résistance induite par un mode d’action pour le contrôle de F. oxysporum endophyte de R. similis chez le bananier. Cette enquête constitue le premier rapport de l’isolement et l’identification de gènes impliqués dans l’interaction entre F. oxysporum endophytes et de la banane.
Date of publication: 
Region Focus: 
Southern Africa
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Open Access
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About the RUFORUM 2010 Biennal Conference
"The 2010 RUFORUM Biennial Conference was the second in the series. The main objective of the Biennial conferences is to provide a platform for agricultural research for development stakeholders in Africa and beyond to actively exchange findings and experiences, while at the same time learning lessons towards improving performance of the agricultural sector and ultimately people’s livelihoods. The biennial conference is RUFORUM’s most comprehensive meeting for the diversity of stakeholders in agriculture. It is especially dedicated to graduate students and their supervisors, grantees in RUFORUM member universities and alumni. It is a platform for peer review, quality control, mentorship, networking and shared learning. This record contains an extended abstract accepted under the theme of Crop Protection"