Wirusy roślinne stanowią poważne zagrożenie dla produkcji rolniczej, prowadząc do obniżenia plonów oraz strat ekonomicznych. Brak skutecznych środków ochrony roślin sprzyja poszukiwaniu biostymulatorów zdolnych do indukowania mechanizmów odpornościowych roślin. Związki te mogą mieć charakter naturalny (np. kwas salicylowy, kwas jasmonowy, chitozan) bądź syntetyczny (np. INA, BTH – ana­log kwasu salicylowego). Fosforylacja białek w szlakach sygnalnych odgrywa kluczową rolę w szybkiej odpowiedzi roślin na stres środo­wiskowy, w tym na infekcje patogenów. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ BTH oraz jego pochodnej cholinowej (BTH-Chol) na szlak sygnalny kinaz białkowych aktywowanych mitogenem (MAPK) u pomidora (Solanum lycopersicum L.) zakażonego wirusem mozaiki pomidora (ToMV) z wykorzystaniem dostępnych baz danych. Analiza wykazała istotną rolę kinazy receptorowej At3g47570 zawierającej domenę bogatą w leucynę (LRR-RLK) (FLS2), której aktywacja wiązała się ze zwiększoną akumulacją białek związanych z patogenezą1 (PR1) oraz endochitynaz (ChiB). Brak wcześniejszych doniesień o aktywacji tego białka przez BTH w roślinach pomidora wskazuje na złożoną modulację mechanizmów obronnych, wymagającą dalszej szczegółowej weryfikacji.

Plant viruses represent a major threat to agricultural production, causing substantial yield losses and economic impact. The lack of ef­fective protective measures has driven the search for biostimulants capable of inducing plant immune mechanisms. These include both natural compounds (e.g., salicylic acid, jasmonic acid, chitosan) and synthetic analogs (e.g., INA, BTH – a structural analogue of salicylic acid). Protein phosphorylation within signaling pathways plays a central role in the rapid plant response to environmental stress, includ­ing pathogen infection. In this study, the effect of BTH and its choline derivative (BTH-Chol) on the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway in tomato (Solanum lycopersicum L.) infected with tomato mosaic virus (ToMV) was analyzed using available databases. The results highlighted the significant role of the receptor kinase At3g47570 containing a leucine-rich repeat domain (LRR-RLK) (FLS2), whose activation was associated with enhanced accumulation of pathogenesis-related protein 1 (PR1) and endochitinases (ChiB). The absence of previouse reports on the activation of this protein by BTH in tomato plants suggests a complex modulation of defense mechanisms, requiring further detailed investigation.

Asai T., Tena G., Plotnikova J., Willmann M.R., Chiu W.L., Gomez-Gomez L., Boller T., Ausubel F.M., Sheen J. 2002. Map kinase signalling cascade in Arabidopsis innate immunity. Nature 415 (6875): 977–983. DOI: 10.1038/415977a

Czékus Z., Kukri A., Hamow K.Á., Szalai G., Tari I., Ördög A., Poór P. 2021. Activation of local and systemic defence responses by flg22 is dependent on daytime and ethylene in intact tomato plants. International Journal of Molecular Sciences 22 (15): 8354. DOI: 10.3390/IJMS22158354

Doungous O., Khatabi B., Hanna R., Tchuanyo M., Kuate A.F., Fondong V.N. 2021. Acibenzolar-S-methyl induces resistance against cassava mosaic geminiviruses in Nicotiana benthamiana and their vector Bemisia tabaci in cassava (Manihot escu­lenta). Crop Protection 150: 105796. DOI: 10.1016/j.cropro.2021.105796

Frąckowiak P., Gawlik-Dziki U., Sanchez-Bel P., Obrępalska-Stęplowska A. 2023. The effect of benzo(1,2,3)-thiadiazole-7-car­bothioic acid S-methyl ester (BTH) and its cholinium ionic liquid derivative on the resistance induction and antioxidant proper­ties of tomato (Solanum lycopersicum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry 71 (35): 12958–12974. DOI: 10.1021/ acs.jafc.3c03876

Frąckowiak P., Pospieszny H., Smiglak M., Obrępalska-Stęplowska A. 2019. Assessment of the efficacy and mode of action of benzo(1,2,3)-thiadiazole-7-carbothioic acid s-methyl ester (bth) and its derivatives in plant protection against viral disease. International Journal of Molecular Sciences 20 (7): 1598. DOI: 10.3390/ijms20071598

Frąckowiak P., Wrzesińska B., Wieczorek P., Sanchez-Bel P., Kunz L., Dittmann A., Obrępalska-Stęplowska A. 2022. Deciphering of benzothiadiazole (BTH)-induced response of tomato (Solanum lycopersicum L.) and its effect on early response to virus infection through the multi-omics approach. Plant and Soil 481 (1–2): 511–534. DOI: 10.1007/s11104-022-05651-7

Gómez-Gómez L., Boller T. 2000. FLS2: An LRR receptor-like kinase involved in the perception of the bacterial elicitor flagellin in Arabidopsis. Molecular Cell 5 (6): 1003–1011. DOI: 10.1016/s1097-2765(00)80265-8

Harris M.A., Clark J., Ireland A., Lomax J., Ashburner M., Foulger R., Eilbeck K., Lewis S., Marshall B., Mungall C., Richter J., Rubin G.M., Blake J.A., Bult C., Dolan M., Drabkin H., Eppig J.T., Hill D.P., Ni L., … White R. (Gene Ontology Consortium). 2004. The Gene Oncology (GO) database and informatics resource. Nucleic Acids Research 32 (suppl_1): D258–D261. DOI: 10.1093/nar/gkh036

Huang Y., Yuan Y., Yang R., Gou X., Dai S., Zhou J., Guo J., Shen J., Lu Y., Liu Y., Cai Y. 2024. A large-scale screening identifies receptor-like kinases with common features in kinase domains that are potentially related to disease resistance in planta. Fron­tiers in Plant Science 15: 1503773. DOI: 10.3389/FPLS.2024.1503773

Ishibashi K., Kubota K., Kano A., Ishikawa M. 2023. Tobamoviruses: old and new threats to tomato cultivation. Journal of General Plant Pathology 89 (6): 305–321. DOI: 10.1007/S10327-023-01141-5

Kanehisa M., Goto S. 2000. KEGG: kyoto encyclopedia of genes and genomes. Nucleic Acids Research 28 (1): 27–30. DOI: 10.1093/nar/28.1.27

Kumar P.V.N., Elango P., Asmathulla S., Kavimani S. 2017. A systematic review on lycopene and its beneficial effects. Biomedical and Pharmacology Journal 10 (4): 2113–2120. DOI: 10.13005/bpj/1335

Lokewar S.D., Jadhav P.K., Wankhade D.J., Deshmukh A.S., Chavan R.L., Hinge V.R. 2024. Coat protein gene based-molecular characterization of tomato mosaic virus (Tomv) infecting tomato (Solanum lycopersicum L.). International Journal of Ad­vanced Biochemistry Research 8 (11): 345–354. DOI: 10.33545/26174693.2024.v8.i11e.2850

Marchant W.G., Brown J.K., Gautam S., Ghosh S., Simmons A.M., Srinivasan R. 2024. Non-feeding transmission modes of the tomato yellow leaf curl virus by the whitefly Bemisia tabaci do not contribute to reoccurring leaf curl outbreaks in tomato. Insects 15 (10): 760. DOI: 10.3390/insects15100760

Mehle N., Bačnik K., Bajde I., Brodarič J., Fox A., Gutiérrez-Aguirre I., Kitek M., Kutnjak D., Loh Y.L., Maksimović Car­valho Ferreira O., Ravnikar M., Vogel E., Vos C., Vučurović A. 2023. Tomato brown rugose fruit virus in aqueous environ­ments – survival and significance of water-mediated transmission. Frontiers in Plant Science 14: 1187920. DOI: 10.3389/ fpls.2023.1187920

Molnár A., Csorba T., Lakatos L., Várallyay É., Lacomme C., Burgyán J. 2005. Plant virus-derived small interfering RNAs origi­nate predominantly from highly structured single-stranded viral RNAs. Journal of Virology 79 (12): 7812–7818. DOI: 10.1128/ jvi.79.12.7812-7818.2005

Shymanovich T., Saville A.C., Mohammad N., Wei Q., Rasmussen D., Lahre K.A., Rotenberg D., Whitfield A.E., Ristaino J.B. 2024. Disease progress and detection of a California resistance-breaking strain of tomato spotted wilt virus in tomato with LAMP and CRISPR-Cas12a assays. PhytoFrontiers 4 (1): 50–60. DOI: 10.1094/PHYTOFR-05-23-0058-FI

Wrzesińska B., Vu L.D., Gevaert K., De Smet I., Obrępalska-Stęplowska A. 2018. Peanut stunt virus and its satellite RNA trigger changes in phosphorylation in N. benthamiana infected plants at the early stage of the infection. International Journal of Mole­cular Sciences 19 (10): 3223. DOI: 10.3390/IJMS19103223