宿主對(duì)植物病原真菌的免疫反應(yīng)
由Mycosphaerella pinodes引起的Ascochyta(Mycosphaerella)豌豆枯萎病是全世界谷類豆科植物最重要的疾病之一。盡管經(jīng)濟(jì)影響和對(duì)這種疾病的大量研究,對(duì)感染期間的細(xì)胞學(xué)特征知之甚少,特別是在抗性相互作用中。其中一個(gè)原因是缺乏抗性豌豆品種,以及豌豆種質(zhì)資源中可利用的資源,對(duì)這種疾病具有很強(qiáng)的抵抗力。岡山大學(xué)的Kazuhiro Toyoda及其同事使用最近開發(fā)的涉及Medic藜苜蓿和M. pinodes菌株OMP-的模型病理系統(tǒng)檢查了早期感染事件和真菌發(fā)育的組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu),包括附著物的滲透,感染菌絲的營養(yǎng)生長和宿主反應(yīng)。 1(Toyoda et al。,2013)。
在易感生態(tài)型R108-1上,孢子萌發(fā)并在表皮表面生長,然后形成附著物并穿透角質(zhì)層。在角質(zhì)層下面,感染釘擴(kuò)展成在表皮外壁內(nèi)生長的菌絲。隨后,菌絲在葉肉細(xì)胞內(nèi)滲透并劇烈增殖,最終形成無性子實(shí)體(pycnidia)(圖1)。
相反,在生態(tài)型哈里發(fā)中,感染菌絲的成功滲透和隨后的生長受到相當(dāng)大的限制(圖2)。有趣的是,由于真菌引起的局部防御,內(nèi)部菌絲和死菌絲等異常菌絲在哈里發(fā)很豐富,但在R108-1中沒有。通過其與氯化鈰(CeCl3)的反應(yīng)在透射電子顯微照片中產(chǎn)生電子致密的過氧化氫鈰,在哈里發(fā)的表皮細(xì)胞和葉肉細(xì)胞中積累的過氧化氫(H2O2)用M. pinodes的孢子孢子攻擊。這種細(xì)胞內(nèi)定位通過能量色散X射線(EDX)光譜證實(shí)(圖3)。因此,這些觀察結(jié)果表明,導(dǎo)致活性氧物質(zhì)產(chǎn)生的氧化爆發(fā)反應(yīng)與哈里發(fā)的局部宿主防御反應(yīng)有關(guān),
研究人員得出結(jié)論,結(jié)構(gòu)畸變可能是真菌的常見機(jī)制,通過另一個(gè)菌絲的包圍來保護(hù)抗性宿主的惡劣環(huán)境。豌豆敏感和抗性相互作用以及宿主反應(yīng)之間的結(jié)構(gòu)差異將有助于更好地理解真菌對(duì)豌豆的發(fā)病機(jī)理,從而提供豌豆抗性品種育種的信息。
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