試験管の中の菌が「トウモロコシ黒穂病」を治す最初のステップに(Fungus in a test tube first step to curing ‘corn smut’)

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2022-06-09 カナダ・ブリティッシュコロンビア大学(URC)

研究者たちは、「トウモロコシ黒穂病」を研究するために、実験室でトウモロコシの植物のメイクアップを模倣し、この病気の治療法を見つけるための扉を開いた。

「トウモロコシ黒穂病菌」は、トウモロコシの穂軸に煤のような腫瘍として現れる真菌であり、宿主にのみ存在することができます。トウモロコシの種子生産を妨害することにより、米国の農業産業に年間10億ドルの費用がかかります。

研究者は初めて、菌とその特性を研究するために実験室で植物環境を複製しました。この制御された正確な環境で、彼らは病原性と繁殖に影響を与える要因を調査し、将来の殺菌剤開発の有望なターゲットを特定することができます。

トウモロコシ黒穂病を調査することは、その治療法だけでなく、真菌に影響を与える同様の主食作物の治療法の手がかりを提供するのに役立つ可能性があると、UBCの研究者で筆頭著者のマティアスクレッチマー博士は言います。

<関連情報>

有機酸とブドウ糖によるトウモロコシの後期菌類生育の促進 Organic acids and glucose prime late-stage fungal biotrophy in maize

MATTHIAS KRETSCHMER,DJIHANE DAMOO,SHERRY SUN,CHRISTOPHER W. J. LEE,DANIEL CROLL, HARRY BRUMER AND JAMES KRONSTAD

Science  Published:9 Jun 2022

DOI: 10.1126/science.abo2401

Host plant nurtures fungus

Some fungi depend on their living hosts for sustenance. The corn smut fungus Ustilago maydis can grow independently but depends on the host maize plant to reproduce. Kretschmer et al. analyzed which host nutrients are required to support this obligate biotroph’s lifestyle. The fungus responds to a combination of nutrients, including organic acids such as malate, which maize uses as a substrate for C4 photosynthesis. Identification of dicarboxylate transporters showed that the ability of the fungus to draw these organic acids out of the host plant contributes to the pathogen’s virulence. With such nutrition ensured, the fungus can then move through its life cycle. —PJH

Abstract

Many plant-associated fungi are obligate biotrophs that depend on living hosts to proliferate. However, little is known about the molecular basis of the biotrophic lifestyle, despite the impact of fungi on the environment and food security. In this work, we show that combinations of organic acids and glucose trigger phenotypes that are associated with the late stage of biotrophy for the maize pathogen Ustilago maydis. These phenotypes include the expression of a set of effectors normally observed only during biotrophic development, as well as the formation of melanin associated with sporulation in plant tumors. U. maydis and other hemibiotrophic fungi also respond to a combination of carbon sources with enhanced proliferation. Thus, the response to combinations of nutrients from the host may be a conserved feature of fungal biotrophy.

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