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Cell Host & Microbe | 研究揭示玉米病原细菌迫使宿主植物为其提供营养的机制!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

植物病原体扰乱它们的宿主,创造适合它们生长增殖的环境,包括抑制免疫力和促进水和营养物质的供应。最近,营养易感性的重要性正在出现,包括在病原体增殖的地方增加水和营养物质的可利用性(Cell Host & Microbe | 中科院植生所辛秀芳团队揭示植物病原菌效应蛋白促进病害易感性的关键机制!Cell Host & Microbe | 背靠背!又一研究揭示细菌效应蛋白劫持脱落酸信号以促进侵染!)。值得注意的是,防御抑制和营养易感性之间的区别有些含糊不清。例如,模式触发免疫(PTI),在识别微生物或自生诱导子时被诱导,激活运输蛋白,减少质外体糖的可利用性。因此,对PTI的抑制可能会通过防止质外体糖的减少来促进营养易感性。细菌部署III型分泌系统,将III型效应蛋白(T3Es)转移到附近的宿主细胞。来自黄单胞菌的类转录激活因子(TAL)家族的T3Es诱导SWEET-家族糖输出蛋白的转录,但这是否克服了防御诱导的糖剥夺或促进额外的营养供应尚不清楚。使用"诱饵"启动子元件将TAL效应蛋白重定向到防御执行基因的启动子的抗性基因的存在,可能进一步表明营养易感性和宿主防御控制之间的重叠。同样,在提供营养物质、促进病原体毒力的信号和诱导植物防御反应的信号方面,质外体氨基酸(AA)的积累显然具有相互关联的作用。

尽管死体营养型病原体通过破坏宿主细胞的完整性来获得水和养分,但半活体营养型病原体,如细菌病原体Pantoea stewartii subsp. stewartii(Pnss),是否在侵染的早期、活体营养阶段主动释放水和养分,目前还不清楚。

2022年4月13日,国际权威学术期刊Cell Host & Microbe发表了俄亥俄州立大学David Mackey(PNAS | 俄亥俄州立大学David Mackey团队揭示植物免疫反应精细调控的新机制!Molecular Plant | 韩国庆尚大学研究揭示植物免疫相关活性氧产生的调控机制!的最新相关研究成果,题为Dynamic nutrient acquisition from a hydrated apoplast supports biotrophic proliferation of a bacterial pathogen of maize的研究论文。


 

在这篇文章中,科研人员表明,水和代谢物在被Pnss侵染的玉米叶片的质外体中的积累先于宿主细胞的完整性被破坏。在这个活体营养阶段,营养物质的获取是一个动态的过程;代谢物在质外体中的分配对增殖的Pnss细胞的同化作用有限制。水化的营养性质外体的形成是由AvrE家族的III型效应蛋白WtsE驱动的。鉴于AvrE-家族效应蛋白的广泛分布,这项工作突出了植物病原菌在活体营养期间积极获取用于增殖的水和营养的重要性。

 

质外体水化与玉米叶片中Pnss的增殖相吻合
 

Pnss破坏宿主细胞完整性的时间安排
 

Pnss对玉米叶绿体中N和C来源的利用和消耗情况

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