قارچی پاتوژن غیر فعال گیاه مکانیسم دفاعی

گیاهان کلم دفاع از خود در برابر گیاهخواران و عوامل بیماری زا با استقرار یک مکانیسم دفاعی به نام روغن خردل بمب: هنگامی که گیاه بافت آسیب دیده است سمی isothiocyanates شکل گرفته و به طور موثر می تواند دفع کردن حمله. محققان در موسسه ماکس پلانک برای مواد شیمیایی, محیط زیست و دانشگاه پرتوریا در حال حاضر قادر به نشان می دهد در یک مطالعه جدید که این دفاع نیز موثر است به حدی در برابر گسترده و مخل قارچ قارچ sclerotinia sclerotiorum. این پاتوژن با استفاده از حداقل دو سم زدایی مکانیسم های که فعال کردن قارچ به موفقیت گسترش در گیاهان دفاع در این راه است. این محصولات متابولیک در نتیجه تشکیل غیر سمی هستند به قارچ اجازه می دهد آن را به رشد این گیاهان (طبیعت ارتباطاتژوئن 2020, DOI 10.1038/s41467-020-16921-2).

قارچ sclerotinia sclerotiorum ویرانگر است قارچی پاتوژن است که می تواند به آلوده کردن بیش از 400 گونه های مختلف گیاهان. علامت اصلی این بیماری به نام قارچ sclerotinia پژمردگی یا سفید قالب پلاس. قابل مشاهده هستند و همچنین سفید پنبه مانند اسپورهای قارچی است که روی چیزی را پوشانیدن گیاه برگ و ساقه. در زراعت کلزا کشت شده است به خصوص در معرض خطر. این بیماری گیاهی می تواند بر دیگر اعضای خانواده کلم و همچنین سیب زمینی و حبوبات و توت فرنگی.

دانشمندان در موسسه ماکس پلانک برای شیمیایی محیط زیست در ینا به مدت طولانی مطالعه گلوکوزینولات و isothiocyanates که تشکیل خاص مکانیسم دفاعی از خانواده کلم گیاهان که شامل کلزا تربچه و خردل. "ما می خواستیم برای پیدا کردن چگونه موفق پاتوژنهای گیاهی غلبه بر گیاه دفاع و استعمار این گیاهان است. بنابراین ما خودمان را پرسید که آیا گسترده پاتوژن های قارچی باید استراتژی برای انطباق با مواد شیمیایی دفاع از گیاهان خانواده کلم," Jingyuan چن نویسنده اول این مطالعه توضیح می دهد.

محققان قادر به نشان می دهد تجربی که دفاع بر اساس گلوکوزینولات است که در واقع موثر در برابر حملات قارچی. آنها همچنین کشف دو استراتژی متفاوت از سفید قارچ قالب برای سم زدایی دفاعی مواد: اولین بار است که یک سم زدایی به طور کلی مسیر متصل است که گلوتاتیون به isothiocyanate سموم. این نوع سم زدایی از سموم آلی است کاملا رایج در حشرات و حتی پستانداران. دوم و به مراتب بیشتر از راه های موثر برای ارائه isothiocyanates بی ضرر است به hydrolyse آنها یعنی به شکافتن آنها enzymatically با یک مولکول آب است. محققان می خواستم برای شناسایی آنزیم ها و مربوط به ژن های اساسی این سم زدایی ساز. ژن قادر می سازد که موفق سم زدایی از این مواد در حال حاضر شرح داده شده در باکتری است. آنها به نام Sax ژن پس از آزمایش با مدل گياه آرابيدوپسيس تاليانا: بقا در آرابيدوپسيس عصاره.

"ما بر اساس جستجوی ما در باکتریایی شناخته شده SaxA پروتئین برای انتخاب نامزد ژن برای تحقیقات بیشتر. ما پس از آن تست شده که آیا این ژن ها در واقع بیان شده در مقادیر بیشتری در قارچ ها در معرض سموم و اینکه آیا در نتیجه پروتئین می تواند ارائه سموم بی ضرر" توضیح می دهد که دانیل Vassão یکی از رهبران مطالعه. با استفاده از با وضوح بالا روش های تحلیلی و دانشمندان قادر به شناسایی و تعیین کمیت متابولیت های تولید شده توسط قارچ ها در طول سم زدایی است. آنها همچنین با استفاده از جهش قارچ است که در آن SaxA-ژن رمزگذاری شده بود زدم برای مقایسه. این نشان داد که Sax پروتئین سفید قارچ قالب فعال است در برابر طیف وسیعی از isothiocyanates اجازه می دهد آن را به استعمار گیاهان مختلف از خانواده کلم است.

جهش فاقد ژن برای سم زدایی این مسیر بودند به طور چشمگیری کاهش می یابد و ظرفیت خود را برای تحمل isothiocyanates. "اما آن را تعجب آور است که این جهش تا تنظیم خود را به طور کلی مسیر سم زدایی هر چند این نیست برای جبران جهش می گوید:" Jingyuan چن. گلوتاتیون صرف نمی تواند سم زدایی isothiocyanates تقریبا به طور موثر به عنوان هیدرولیز می توانید. اگر چه به نظر می رسد متابولیکی گران تر برای قارچ کلی این مسیر است که همیشه آن را به عنوان کمک می کند تا قارچ برای سم زدایی یک طیف عظیمی از سموم. "ممکن است که این به طور کلی مسیر محافظت از قارچ در ابتدا در حالی که ماشین آلات مورد نیاز برای تخصصی تر شدن مسیر است که پس از مونتاژ اولیه قرار گرفتن در معرض سم و می تواند بیش بعدها در عفونت می گوید:" دانیل Vassão.

در آزمایش های بیشتر محققان می خواهید برای بررسی اینکه آیا قارچ های دیگر که با موفقیت آلوده گیاهان خانواده کلم نیز سم زدایی isothiocyanates از طریق همان مسیر و اینکه آیا ربطی گونه های قارچی نیز قادر به کاهش این سموم است. "سپس ما می دانیم که آیا این گسترده سم زدایی است که با توجه به تکرار و تکامل قارچ ها استعمار + خردل و یا یکی از ویژگی های است که در طول زمان حفظ است و در نتیجه در بر داشت در بسیاری از قارچی خطوط" جاناتان Gershenzon مدیر گروه بیوشیمی که در آن پژوهش انجام شد به این نتیجه میرسد.

###

Chen, J., الله, C., Reichelt, M., Beran, F., یانگ, J.-L. Gershenzon, J. Hammerbacher, A. Vassão, D. G. (2020). این phytopathogenic قارچ قارچ sclerotinia sclerotiorum سموم گیاهی glucosinolate هیدرولیز محصولات از طریق یک isothiocyanate hydrolase. طبیعت ارتباطی 11: 3090 DOI 10.1038/s41467-020-16921-2

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16921-2

دکتر دانیل Giddings Vassão موسسه ماکس پلانک برای مواد شیمیایی, محیط زیست, هانس-Knöll-Straße 8, 07745 ینا. تلفن. +49 3641 57-1333 E-Mail vassao@ice.mpg.de

دکتر Almuth Hammerbacher گروه جانورشناسی و حشره شناسی, جنگلداری و کشاورزی بیوتکنولوژی دانشگاه پرتوریا پرتوریا 0028 آفریقای جنوبی, E-Mail almuth.hammerbacher@fabi.up.ac.za

پروفسور دکتر جاناتان Gershenzon موسسه ماکس پلانک برای مواد شیمیایی, محیط زیست, هانس-Knöll-Straße 8, 07745 ینا. تلفن. +49 3641 57-1300 E-Mail gershenzon@ice.mpg.de

تماس و تصویر درخواست: آنجلا Overmeyer M. A. موسسه ماکس پلانک برای مواد شیمیایی, محیط زیست, هانس-Knöll-Str. 8, 07743 ینا آلمان, تلفن. +49 3641 57-2110 E-Mail overmeyer@ice.mpg.de

دانلود تصاویر با وضوح بالا از طریق http://www.یخ.mpg.د/ext/downloads2020.html

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.