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Science Advances | 研究揭示致病疫霉侵染植物宿主的力学调控机制!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

进入植物宿主是活体营养型丝状植物病原体病害循环的第一步。为了实现侵入,病原体粘附在宿主表面,并施加大量的侵袭力,在植物角质层和表皮上诱发机械性断裂,作为进入口。虽然包括丝状植物病原体的两个主要系统发育组,真菌和卵菌,在12亿到17亿年前分化,但人们普遍认为它们发展了类似的宿主穿透策略。然而,真菌和卵菌之间的明显差异是显而易见的,尽管对卵菌类的病原体的宿主穿透机制的研究仍然相对较少。

2022年6月10日,国际权威学术期刊Science Advances发表了荷兰瓦赫宁根大学及研究中心Joris Sprakel(Nature Microbiology | 荷兰瓦赫宁根大学研究揭示植物病原卵菌的切入侵染机制!Tijs Ketelaar团队的最新相关研究成果,题为An actin mechanostat ensures hyphal tip sharpness in Phytophthora infestans to achieve host penetration的研究论文。  



丝状植物病原体应用机械力来刺穿它们的宿主表面并穿透其组织。毁灭性的疫霉病原体利用一种特殊形式的侵入性顶端生长来切开植物表面,把它们的菌丝当作一把微观的刀来挥舞。割裂需要一个锋利的菌丝尖端,在机械作用的部位不变钝。然而,尖端的形状是如何被控制的,尚不清楚。研究人员发现在致病疫霉中有一个基于肌动蛋白的机械调节系统,在穿透过程中控制尖端的锋利度。对菌丝的机械刺激导致出现一个类似星形的肌动蛋白构型,它显示出对局部压力的快速、局部和定量的反馈。科研人员的证据表明,这作为一个适应性的机械支架,可以使入侵的武器更加锋利,防止它变钝。菌丝顶端的机械支架能够将张力有效地转化为实现宿主穿透所需的局部入侵压力。


. 基质硬度控制入侵的致病疫霉的肌动蛋白组织

. 在病原体细胞穿透过程中机械诱导的肌动蛋白重塑

. 局部刺激后细胞骨架重塑的动力学

. 对细胞骨架组织的局部和定量的机械反馈

. 细胞骨架细胞壁强化的机械模型

. 肌动蛋白解聚抑制了尖端形状的机械调节系统


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