Background. During the colonization of root and nodule tissues of legumes by rhizobia, bacterial cells are immersed in a plant extracellular matrix which includes arabinogalactan protein-extensins (AGPE).
Materials and methods. Immunogold electron microscopy with monoclonal antibodies MAC204 and MAC236 was used to analyse the distribution and abundance of epitopes of AGPE in wild-type and symbiotically defective pea mutants.
Results. In the nodules of the wild-type line SGE, both AGPE epitopes were detected to the same extent in the matrix of infection threads and infection droplets. In the nodules of the mutant line SGEFix−-1 (sym40), the level of labelling by MAC204 was significantly higher than with SGE in both infection threads and infection droplets, but the level of labelling by MAC236 was only increased in the infection droplets. In the mutant line SGEFix−-2 (sym33-3), a relatively high level of both epitopes was observed among all analysed genotypes. The double mutant line RBT3 (sym33-3, sym40) showed an intermediate level of labelling for both epitopes in infection threads compared with the parental mutants. In SGEFix−-1, an abnormal distribution of both epitopes was observed in the intercellular space matrix. The MAC204 epitope was found in the cell walls of SGEFix−-1 and in the infection thread walls of SGEFix−-2, whereas in RBT3 this epitope was detected in both types of walls.
Conclusions. The sym33-3 and sym40 mutations have different effects on the accumulation of AGPE epitopes recognised by MAC204 and MAC236. This indicates that both the Sym33 and the Sym40 genes affect the composition of AGPE in the matrix of infection threads and infection droplets.
Арабиногалактанпротеин-экстензины (AGPE) играют важную роль на нескольких стадиях бобово-ризобиального симбиоза, включая колонизацию корней и развитие инфекционных структур, особенно инфекционных нитей. Основное внимание в этом исследовании уделено участию AGPE в последовательной колонизации тканей и клеток ризобиями. Для анализа распределения и количества эпитопов AGPE в клубеньках гороха дикого типа и неэффективных симбиотических мутантов была использована иммуноэлектронная микроскопия с моноклональными антителами MAC204 и MAC236. В клубеньках линии дикого типа SGE оба эпитопа AGPE были одинаково распределены в матриксе инфекционных нитей и инфекционных капель. В клубеньках мутантной линии SGEFix–-1 (sym40) количество метки MAC204 было значительно выше, чем у SGE, как в инфекционных нитях, так и в инфекционных каплях, но количество метки MAC236 было увеличено только в инфекционных каплях. У мутантной линии SGEFix–-2 (sym33-3) наблюдался самый высокий уровень обоих эпитопов среди всех анализируемых генотипов. У двойной мутантной линии RBT3 (sym33-3, sym40) зафиксирован промежуточный уровень накопления метки обоих эпитопов в инфекционных нитях по сравнению с родительскими мутантами. У SGEFix–-1 аномальное распределение обоих эпитопов наблюдалось в матриксе межклеточного пространства. Эпитоп MAC204 был обнаружен в клеточных стенках SGEFix–-1 и в стенках инфекционных нитей SGEFix–-2, тогда как у RBT3 этот эпитоп был выявлен в обоих типах стенок. Мутации sym33-3 и sym40 по-разному влияют на накопление эпитопов AGPE, распознаваемых MAC204 и MAC236. Это указывает на то, что оба гена Sym33 и Sym40 влияют на состав AGPE в матриксе инфекционных нитей и инфекционных капель.