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      土壤細(xì)菌如何抵抗逃脫粘性根系陷阱
      
			
      
				2019-01-19 10:47:36
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      土壤中充滿了微生物。植物根部外表面的特殊邊界細(xì)胞抵抗這些微生物，因?yàn)楦看┩竿寥酪詫ふ宜宛B(yǎng)分。6月23日在PLOS病原體上發(fā)表的一項(xiàng)研究揭示了植物病原體如何抵抗粘性根邊緣細(xì)胞分泌物的誘捕。
      

      土壤細(xì)菌如何抵抗逃脫粘性根系陷阱
      

      R. solanacearum是一種土壤傳播的細(xì)菌，可在多種植物中引起破壞性枯萎病，包括經(jīng)濟(jì)上重要的作物，如馬鈴薯，番茄和香蕉。R. solanacearum生活在土壤中，聞到根，通過(guò)傷口或自然開口進(jìn)入它們，然后繁殖和擴(kuò)散，最終阻礙水運(yùn)系統(tǒng)并導(dǎo)致植物枯萎和死亡。
      

      來(lái)自美國(guó)麥迪遜威斯康星大學(xué)的Caitilyn Allen及其同事使用豌豆(一種用于研究根邊緣細(xì)胞的模型系統(tǒng))和番茄(一種經(jīng)濟(jì)上重要的天然宿主)來(lái)研究邊緣細(xì)胞與青枯菌(R. solanacearum)之間的相互作用。病原。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，在與青枯雷爾氏菌接觸后，豌豆和番茄根部邊緣細(xì)胞都會(huì)通過(guò)釋放DNA作出反應(yīng)，從而形成纏繞細(xì)菌的粘性陷阱。研究人員觀察到大約25%的糾纏細(xì)菌在陷阱中被殺死?？咕钚匀Q于細(xì)胞外DNA和組蛋白H4的存在，組蛋白H4是植物和動(dòng)物細(xì)胞中存在的DNA相關(guān)蛋白。
      

      當(dāng)研究人員將豌豆根暴露于幾種類型的無(wú)害細(xì)菌時(shí)，沒(méi)有DNA分泌，這表明該反應(yīng)是針對(duì)有害攻擊者的特定防御。
      

      為了確定觸發(fā)根中細(xì)胞外誘捕反應(yīng)的特定病原體信號(hào)，研究人員研究了R. solanacearum的菌株，其中許多基因的突變編碼候選信號(hào)。在形成螺旋狀細(xì)菌尾部的基因中具有突變的兩個(gè)菌株未能誘導(dǎo)陷阱形成，表明這種結(jié)構(gòu)，即所謂的鞭毛，被宿主識(shí)別為危險(xiǎn)信號(hào)。
      

      R. solanacearum的基因組包含兩個(gè)基因(nucA和nucB)，它們編碼所謂的核酸內(nèi)切酶，分子剪刀可以切割成DNA分子并切碎它們。兩種內(nèi)切核酸酶都含有導(dǎo)致它們從細(xì)菌細(xì)胞中輸出并釋放到環(huán)境中的信號(hào)。為了測(cè)試這些核酸內(nèi)切酶是否能夠破壞植物根系設(shè)置的陷阱，研究人員創(chuàng)造了缺乏一種或兩種nuc基因的R. solanacearum突變體。
      

      他們發(fā)現(xiàn)，雖然非突變的R. solanacearum細(xì)菌很快從豌豆根邊緣細(xì)胞陷阱中逃脫，但缺失這兩種核酸酶的突變細(xì)菌仍然固定不動(dòng)。突變細(xì)菌在侵入西紅柿(其天然宿主)根部的能力方面也受到損害。添加純化的核酸酶(NucA，NucB或稱為DNase I的非細(xì)菌形式)導(dǎo)致細(xì)菌從陷阱中逃逸。這些結(jié)果一起證明植物病原體使用核酸酶來(lái)逃避由宿主根邊緣細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞外DNA陷阱。
      

      “據(jù)我們所知，”研究人員說(shuō)，“這是DNase首次報(bào)道植物發(fā)病機(jī)制”。他們?cè)趧?dòng)物和植物中類似的基于DNA的防御的明顯獨(dú)立進(jìn)化的背景下討論這一點(diǎn)：植物根邊緣細(xì)胞和動(dòng)物巨噬細(xì)胞都部署含有DNA的細(xì)胞外陷阱并殺死病原體。作為回應(yīng)，病原體使用分泌酶來(lái)破壞DNA。
      

      了解植物根部的宿主 - 病原體相互作用可能有助于育種或改造抗病植物變種。
      
			

			
        
      
			
      
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