人工智能 2024-04-26 23:58

霉菌和真菌对果蔬的贮藏寿命有显著影响sed的疾病。然而,一些真菌通过促进植物存活来帮助它们的宿主。根模称为炭疽菌tofieldiae (Ct)即使在缺乏磷的情况下也能促进植物生长,而磷是光合作用和生长的关键成分。相比之下,Ct3本研究的病原菌对植物发育具有抑制作用。

通过比较有益和有害的Ct菌株,他们发现真菌对寄主植物的不利影响是由特定真菌次级代谢基因簇的激活引起的。

当簇被破坏时,真菌的行为从阻止生长转变为支持生长,无论是遗传上的还是环境变化的结果。通过利用真菌对食物的良好影响,了解这些系统可以帮助减少食物浪费。

新鲜的草莓发霉变模糊,果盘底部的葡萄变灰枯萎,总是令人沮丧和不快的。致病真菌葡萄孢菌通常是罪魁祸首,这种真菌在世界各地大量毁灭粮食作物,而且很容易通过风和土壤传播。

另一方面,许多真菌与寄主植物建立联盟,危害较小,甚至促进植物的生长。促进真菌的优势特性,同时抑制其负面影响(如发霉水果),将对全球粮食安全做出重大贡献,并有助于减少大量食物浪费。

Hiruma补充说:“令人惊讶的是,我们发现一个单一的真菌次级代谢基因簇,称为ABA-BOT,单独决定真菌是否对宿主植物表现出致病或互惠特性。”

当植物缺乏磷时,一种叫做炭疽菌的真菌可以帮助它们在缺乏这种必需的营养物质的情况下存活下来。它甚至被证明可以促进玉米和西红柿等重要商业作物的发展和产量。

泰利菜作为研究的寄主植物,由多个机构组成的研究小组用从不同地理区域收集的六株Ct感染了泰利菜。第六种菌株,被称为Ct3,被发现限制营养摄入,减少植物发育并导致疾病症状。正如预测的那样,5个菌株显著地促进了植物的生长。那么,是什么导致了这种突然的变化呢?

“我们确定了两个关键点:首先,在真菌方面,Ct3激活ABA-BOT生物合成基因簇;其次,在植物方面,Ct3诱导寄主植物的ABA信号通路,通过这种途径真菌抑制植物生长,”Hiruma说。

ABA-BOT基因簇在炭疽菌致病性菌株和共生菌株中均存在。然而,共生菌株不表达它,这意味着基因不活跃。这一结论令研究人员感到惊讶,因为他们之前认为共生菌和病原体具有不同的特征。然而,这些数据表明了两者之间更为复杂的关系。

当基因簇被破坏时,Ct3变得无致病性,甚至对宿主有帮助,通过刺激根系发育,无论是遗传上的还是通过改变植物的环境。

尽管需要更多的研究,但这表明除了Ct种之外的真菌也可能受到ABA-BOT基因簇在发病机制中的潜在作用的影响。例如,它可能在影响每天食用的水果和蔬菜的葡萄孢菌病的病因学中发挥作用。

Hiruma指出:“如果我们对真菌次级代谢基因簇的调控机制有了全面的了解,我们就可以设计出一种方法来选择性地抑制其他有益真菌的潜在发病机制,优化它们在农业中的利用,并充分利用土壤生态系统中自然存在的微生物多样性的潜力。”

“我已经意识到,即使是病原体也可以在其生命周期的很大一部分时间内表现出无害的特征。事实上,我开始考虑这样一种可能性,即我们传统上所说的病原体在其他条件下实际上可能是有益微生物。”平间总结道。