灰色的模具葡萄孢菌它的名字来源于它如何感染葡萄,但它可以感染400多种不同的植物。有这么多不同的受害者,它怎么能如此成功?Teruhiko Kuroyanagi和他的同事进行了研究如何葡萄孢菌处理一些植物防御分子,被称为植物抗毒素.对参与真菌反应的基因的研究表明葡萄孢菌从一个遥远的生物中提取这些基因,让它感染更多的物种。

植物抗毒素是植物产生的抗微生物化合物,用于治疗感染。它们对攻击者来说是有毒的,并且有许多不同的种类。任何成功的攻击者都必须能够使他们所攻击的工厂的防御系统失效。然而,尽管攻击者想要破坏植物的防御,但它只需要处理植物发送的少量化学物质。任何试图对抗工厂没有使用的化学防御的尝试都是徒劳的。有这么多可能的防御措施,怎么葡萄孢菌生产正确的工具?Kuroyanangi和同事们在一种叫做Bccpdh.
Bccpdh是一种被一种叫做capsidiol的化学物质上调的基因。这是烟草植物用来防御的化学物质。Kuroyanangi和他的同事创造了突变株葡萄孢菌有缺陷的Bccpdh基因。他们在烟草、土豆、番茄、葡萄和茄子上释放了这些菌株。只有烟草用capsidiol来防御。植物学家们发现,经过改良的品种葡萄孢菌不能有效地攻击烟草,但对其他植物仍然没有问题。结果显示Bccpdh是工具箱的一部分吗葡萄孢菌只能在需要感染生产辣椒醇的植物时使用。
Kuroyanangi和他的同事们寻找葡萄孢菌的亲戚们也有Bccpdh基因。答案是没有。
以BcCPDH为查询序列的blast搜索显示,可能的同源物仅在子囊菌门的一些Pezizomycotina真菌中可以找到。直系同源体来自多种真菌物种,包括动物和昆虫病原体,同源性和分类学关系之间没有相关性,这可能表明该真菌发生了多次水平基因转移事件cpdh基因在子囊菌属真菌多样化中的作用。
Kuroyanagiet al。2022
现在它有了Bccpdh基因结合其探测宿主防御的能力,葡萄孢菌扩大了受害者的范围。此外,Bccpdh广泛保存在葡萄孢菌,意味着无论什么菌株葡萄孢菌你会发现它有Bccpdh基因,即使发现该菌株没有在宿主体内运行而该基因在宿主体内是有用的。Kuroyanagi及其同事写道:
尽管生产辣椒素的植物只占>400宿主植物的一小部分b .灰质CPDH活性均保持不变b .灰质从不产生capsidiol的植物中分离出来的菌株。这可能暗示了CPDH损失的选择压力的存在,尽管它只影响有限数量的寄主植物。这就提出了一个问题:是否b .灰质能够在很长一段时间内保持获得性耐药性,这也许可以解释它是如何进化并成为多静脉病原体的。
Kuroyanagiet al。2022
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黑柳毅,T., Bulasag, a.s.,福岛,K.,芦田,A.,铃木,T.,田中,A., Camagna, M.,佐藤,I.,千叶,S., Ojika, M.和竹本,D.(2022)”灰霉病通过识别抗真菌capsidiol来识别寄主植物,从而诱导特定解毒基因的表达”,PNAS的关系1(5)。可以在:https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgac274.