Trends in Genetics | 植物病原体中转座子的“魔鬼交易”!

转座子 (TE) 通过自我复制机制在基因组中传播，并且是基因组扩张的主要原因。植物病原菌已经微调了毒力因子的表达，以依赖针对附近TEs的表观遗传控制（Genome Biology | 慕尼黑大学研究揭示反转录转座子是植物病原真菌的致病因子！New Phytologist | 表观遗传学：植物免疫对抗病原体的催化剂！）。

2021年9月11日，国际权威学术期刊Trends in Genetics发表了瑞士纳沙泰尔大学Daniel Croll（Nature Communications | 瑞士纳沙泰尔大学通过机器学习预测小麦病原菌结构变异的决定因素！ISME | 瑞士纳沙泰尔大学研究揭示小麦病原菌对异质环境适应性的遗传基础！）团队的最新相关研究成果，题为A devil's bargain with transposable elements in plant pathogens的综述论文。

本综述总结了植物病原菌侵染过程中转座子的调控机制。在植物侵染过程中经历的胁迫导致TEs的去抑制，同时允许毒力因子的表达。本综述认为，TEs的去抑制会导致进化上的冲突，因为它有利于重新激活TEs。活跃的TEs和最近的基因组大小扩张表明，植物病原菌可能面临着微调侵染过程的短期利益带来的长期后果。因此，在表观遗传学的控制下，编码接近TEs的关键毒力因子，构成了病原菌的“魔鬼交易”。

• 许多丝状病原菌的基因组具有基因丰富和基因贫乏的区域，其中涉及毒力的基因通常位于TE附近。
• TEs通过表观遗传效应控制富含TE的区块中效应因子基因的调节。这可以对植物侵染进行严格的控制，但会给宿主基因组完整性带来长期风险。科研人员将此称为植物病原体的“魔鬼交易”。
• TE激活会对宿主产生剧烈的适应性后果，例如破坏必需基因和介导染色体重排。TE激活可以驱动基因组大小随进化时间的扩展。
• 将效应因子调节和TE联系起来的进化事件的确切顺序仍然知之甚少。基因组和表观遗传分析有可能解开因果机制。

图1. 植物病原菌基因组中毒力因子和转座子（TE）的纠缠

图 2. 由于转座子 (TE) 活性和基因组防御引起的病原菌基因组扩张

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