Der Grauschimmel Botrytis cinerea hat seinen Namen davon, wie es Weinreben infiziert, kann aber über vierhundert verschiedene Pflanzen infizieren. Wie kann es mit so vielen unterschiedlichen Opfern so erfolgreich sein? Teruhiko Kuroyanagi und Kollegen untersucht wie Botrytis cinerea bekämpft einige pflanzliche Abwehrmoleküle, die als Phytoalexine bekannt sind. Das Studium der Gene, die an der Pilzreaktion beteiligt sind, zeigt dies Botrytis cinerea nahm diese Gene von einem entfernten Organismus und erlaubte ihm, mehr Arten zu infizieren.
Phytoalexine sind antimikrobielle Verbindungen, die von Pflanzen produziert werden, um Infektionen zu bekämpfen. Sie sind für den Angreifer giftig und kommen in vielen verschiedenen Varianten vor. Jeder erfolgreiche Angreifer muss in der Lage sein, die Verteidigung der Pflanze, die er angreift, zu deaktivieren. Während der Angreifer jedoch die Verteidigung der Pflanze untergraben will, muss er nur die wenigen Chemikalien bekämpfen, die die Pflanze sendet. Jeder Versuch, chemische Abwehrkräfte zu bekämpfen, die die Pflanze nicht verwendet, ist eine Verschwendung von Mühe. Also bei so vielen möglichen Verteidigungen, wie geht das? Botrytis cinerea die richtigen Werkzeuge produzieren? Kuroyanangi und Kollegen fanden die Antwort in einem Gen namens Bccpdh.
Bccpdh ist ein Gen, das durch eine Chemikalie namens Capsidiol hochreguliert wird. Dies ist eine Chemikalie, die von Tabakpflanzen zur Verteidigung verwendet wird. Kuroyanangi und Kollegen schufen Mutantenstämme von Botrytis cinerea das war defekt Bccpdh Gene. Sie setzten diese Sorten sowohl auf Tabak als auch auf Kartoffeln, Tomaten, Trauben und Auberginen frei. Nur Tabak verwendet Capsidiol zur Abwehr. Die Botaniker fanden heraus, dass die veränderten Stämme von Botrytis cinerea konnte Tabak nicht effektiv angreifen, hatte aber immer noch keine Probleme mit den anderen Pflanzen. Das zeigten die Ergebnisse Bccpdh war Teil eines Werkzeugkastens Botrytis cinerea nur verwenden, wenn es notwendig wäre, Capsidiol-produzierende Pflanzen zu infizieren.
Kuroyanangi und Kollegen suchten, um zu sehen, welche Botrytis cinerea Verwandte hatten auch die Bccpdh Gen. Die Antwort war keine.
Eine Blast-Suche mit BcCPDH als Abfragesequenz ergab, dass wahrscheinliche Orthologe nur in einigen zu Ascomycota gehörenden Pezizomycotina-Pilzen gefunden werden können. Orthologe wurden aus einem taxonomisch unterschiedlichen Bereich von Pilzarten gefunden, einschließlich Tier- und Insektenpathogenen, und es gab keine Korrelation zwischen ihrer Homologie und ihrer taxonomischen Beziehung, was auf mehrere horizontale Gentransferereignisse hinweisen könnte cpdh Gen in der Diversifikation von Ascomycota-Pilzen.
Kuroyanagi et al. 2022
Jetzt hat es die Bccpdh Gen, kombiniert mit seiner Fähigkeit zu erkennen, welche Abwehrkräfte sein Wirt verwendet, Botrytis cinerea hat sein Opferspektrum erweitert. Zusätzlich, Bccpdh ist weitgehend konserviert Botrytis cinerea, was bedeutet, dass was auch immer Belastungen von Botrytis cinerea Sie sehen sich an, Sie werden feststellen, dass es das hat Bccpdh Gen, selbst wenn festgestellt wird, dass dieser Stamm nicht durch Wirte läuft, in denen das Gen nützlich wäre. Kuroyanagi und Kollegen schreiben:
Obwohl Capsidiol-produzierende Pflanzen nur einen kleinen Bruchteil von >400 Wirtspflanzen ausmachen B. cinerea, CPDH-Aktivität wurde in allen untersuchten aufrechterhalten B. cinerea Stämme, die aus Pflanzen isoliert wurden, die kein Capsidiol produzieren. Dies kann auf das Vorhandensein eines Selektionsdrucks gegen den Verlust von CPDH hindeuten, obwohl er nur eine begrenzte Anzahl von Wirtspflanzen betrifft. Dabei stellt sich die Frage ob B. cinerea ist in der Lage, erworbene Resistenzen über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, was erklären könnte, wie es sich entwickelt und als das polyxene Pathogen etabliert hat, das es ist.
Kuroyanagi et al. 2022
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Kuroyanagi, T., Bulasag, AS, Fukushima, K., Ashida, A., Suzuki, T., Tanaka, A., Camagna, M., Sato, I., Chiba, S., Ojika, M. und Takemoto , D. (2022) „Botrytis cinerea identifiziert Wirtspflanzen über die Erkennung von antimykotischem Capsidiol, um die Expression eines spezifischen Entgiftungsgens zu induzieren" PNAS-Nexus, 1(5). Verfügbar um: https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgac274.
