「無症狀感染」植物深藏不露:如何維持健康的根部

2021-02-24 ThePlantCell

文：AmyBaetsen-Young and Brad Day, Michigan State University

譯：Xiaohong Zhuang, TPC Assistant Features Editor

Baetsen-Young等在The Plant Cell在線發表了題為 Contrasting transcriptional responses to Fusarium virguliforme colonization in symptomatic and asymptomatic hosts的研究論文，針對大豆和玉米受真菌侵染後的轉錄組進行一系列的分析。

 

背景：在進化中，植物物種與微生物的相互作用會發生不同的反應程序作出反應，最後產生的效果則可以凸顯出植物的免疫力或敏感性，包括無症狀或有症狀定植（colonization）的程序。具體而言，許多不同的植物物種都可以被同一真菌定植，但只有少數會出現症狀。例如，真菌在大豆的根部定植會導致大豆生病，但是同一真菌對玉米的根部定植後玉米仍然維持健康的狀態。因此推論，單子葉植物玉米和雙子葉植物大豆之間的差異誘導的根反應可能是造成植物和病原體之間相互作用後有症狀與無症狀性發展過程的基礎。為了探索比較這兩種不同宿主真菌定植的假設，我們利用大豆猝死症候群作為模型展開研究，因為當受到鐮刀菌Fusarium virguliforme侵染後，單子葉和雙子葉植物宿主會產生非常明顯的表型而有利於觀察。

研究問題：我們想研究在被同一真菌F. virguliforme定植時，無症狀的單子葉植物玉米和有症狀的雙子葉植物大豆中，根系的瞬時基因表達模式是否存在差異。

研究結果：我們發現玉米中只有600個基因的表達發生了變化，而大豆中有10,000個以上的基因在真菌定殖時而啟動或關閉。有趣的是，與大豆相比，一小部分玉米的直系同源防禦基因在早期階段就對F. virguliforme作出響應而表達上調。該結果表明，較早的免疫誘導可能在玉米對F. virguliforme的免疫耐受中發揮作用。在相同情況下，與玉米相比，在大豆中我們發現很多與激活早衰相關的基因在轉錄水平上發生變化，提示F. virguliforme可能在有症狀宿主定殖期間激活了衰老過程。

展望：未來的工作中，我們將著重探索真菌誘導根部衰老基因表達相關的分子，遺傳和生化網絡。

論文連結：

http://bit.ly/3pxapTD

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