PNAS | 研究揭示削弱植物病原菌致病力的真菌细胞交流机制！

在自然生态系统中，所有生物通常在物种边界内外保持许多相互作用。这些关系可能具有竞争或有益的性质，并且通常会根据特定的环境条件进行流畅的转换。即使是潜在的有利互动也存在不利后果的风险，因此必须由坚定的敌友识别机制控制。这些控制机制的进化和分子基础仍然是生命科学中最引人入胜和最具挑战性的问题。在微生物种群中，单细胞生物通常具有以协调生长发育为特征的社会行为。相互作用的微生物之间的交流通常涉及化合物的分泌，例如信号分子。细胞合作的一个极端例子是将萌发的真菌孢子融合成细胞结构，进而发展成菌丝体。在这个过程中，基因相同的细胞将它们的生长导向彼此并融合。许多连续的融合事件导致形成更大规模的功能单元，它们以协调的方式征服其领土。这种合作行为的主要好处包括汇集单个孢子提供的资源以及避免不连贯但基因相同的菌落之间的直接竞争。

2022年，国际权威学术期刊PNAS发表了德国布伦瑞克工业大学André Fleißner教授团队的最新相关研究成果，题为A dialogue-like cell communication mechanism is conserved in filamentous ascomycete fungi and mediates interspecies interactions的研究论文。

在许多丝状真菌中，萌发的孢子通过融合成细胞结构进行合作，这些结构发育成菌丝体。在模式真菌粗糙脉孢霉中，这种行为是由一种有趣的交流模式介导的，其中两个融合细胞轮流发送和接收信号。本研究表明这种类似对话的细胞交流机制在远缘真菌物种中高度保守，并介导种间相互作用。在混合种群中，粗糙脉孢霉和植物灰霉病菌的细胞在空间距离上协调它们的行为并建立物理接触。然而，随后的细胞-细胞融合仅限于同一物种的孢子萌发，这表明孢子融合的物种特异性不是在信号/受体水平上进化，而是在融合过程的后续水平上进化。灰霉病菌中，融合和感染性生长是相互排斥的细胞程序。值得注意的是，粗糙链霉菌的存在可以重新编程这种行为并诱导灰霉病在植物表面的融合，从而可能削弱其致病潜力。在第三种真菌，捕获线虫的真菌鞭式节丛孢中，保守的信号机制介导菌丝体内的营养融合，但也被重新用于形成捕获线虫的陷阱。总之，这项研究将细胞交流机制确定为一种保守的复杂性状，并揭示即使是远缘真菌也具有共同的分子语言，从而促进跨物种边界的细胞接触形成。

图. 粗糙脉孢霉和灰霉病菌经历种间相互作用

图. 粗糙脉孢霉在致病性生长过程中诱导灰霉病菌的细胞融合

图. 保守的细胞对话机制介导鞭式节丛孢的菌丝融合和陷阱形成

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