河南师范大学植物性别发育与演化团队在芦笋茎枯病病原菌侵染路径及宿主响应方面取得新进展

学术   科学   2024-07-04 10:14   北京  
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原文链接:
https://doi.org/10.1186/s42483-024-00252-x
芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏,是天门冬属多年生宿根性草本植物,其嫩茎具有很好的抗肿瘤、降血压、降血脂和降血糖等功效,是世界十大名菜之一,享有“蔬菜之王”的美誉。在芦笋栽培生产中,由天门冬拟茎点霉(Phmopsis asparagi)引起的芦笋茎枯病是一种毁灭性病害,被称为“芦笋癌症”,给全球芦笋生产带来极大的经济损失。但是,天门冬拟茎点霉侵染芦笋植株路径及宿主的响应机制等基础生物学问题仍不清楚,极大限制了我们对芦笋茎枯病抗性机制的了解和抗性种质资源的培育。
Phytopathology Research今日在线发表了河南师范大学植物性别发育与演化团队题为“Cytological and ultrastructural investigation of pathogen infection pathway and host responses in asparagus stem infected by Phomopsis asparagi”的文章。该研究利用现代显微镜技术,对天门冬拟茎点霉在芦笋茎表面的生长和侵染结构、入侵植物的全过程及病原菌和宿主互作响应进行了系统研究,结果发现,在芦笋茎表面,分生孢子接种后20 h开始从两端或中间萌发,1 d后通过形成附着胞样结构或侵染钉进入细胞,菌丝在胞内呈双向沿细胞壁内侧向中心分支生长;穿壁菌丝接触细胞壁时膨大,通过收缩的侵入性菌丝栓入侵相邻细胞依次扩展,且胞间菌丝较胞内菌丝粗壮;侵染后期(11-13 dpi),茎萎蔫,茎表面分生孢子座产生,分生孢子释放;病原菌的侵入导致了宿主细胞出现质壁分离、细胞膜破裂、胞浆碎裂成块、线粒体损伤和多泡体形成等结构变化。研究也发现,宿主最显著的抗性反应主要表现为胼胝质样物质沉积及活性氧爆发。该研究从病原菌侵染的时间和空间维度系统解析了病原菌的侵染和感病植株的结构和抗性响应特征,研究结果将有助于进一步对天门冬拟茎点霉致病机制的解析及芦笋抗病育种工作的开展。

Fig. 1 P. asparagi colonization and expansion patterns in host tissues

Fig. 2 P. asparagi proliferation and cell-to-cell movement

河南师范大学生命科学学院在读博士生孙莉萍为第一作者,高武军教授和李书粉教授为本文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目 (3197024032170336), 河南省自然科学优秀青年基金项目 (222300420053), 河南省高校科技创新人才项目(23HASTIT035)的资助。

Cite this article:

Sun, L., Li, Y., Li, X. et al. Cytological and ultrastructural investigation of pathogen infection pathway and host responses in asparagus stem infected by Phomopsis asparagiPhytopathol Res, 2024, 6, 32. https://doi.org/10.1186/s42483-024-00252-x

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Phytopathology Research

Phytopathology Research是我国植物病理学科的第一本英文期刊,由中国科协主管,中国植物病理学会和中国农业大学联合主办,与Springer Nature旗下BMC合作在线出版,与中国农业大学出版社合作纸质出版,于2019年1月正式刊载文章。期刊采用开放获取形式,刊载涵盖植物病理学学科基础和应用研究,现已被DOAJ、Scopus、SCIE等数据库正式收录,2022年获得首个SCI影响因子3.955 (Q1),2023年最新影响因子3.4 (Q2);入选中国科学院期刊2区。期刊主编由中国农业大学彭友良教授担任,与全球11个国家的53位行内知名专家组成编委会。目前Phytopathology Research所有稿件处理费用(APC)均由中国植物病理学会资助,作者无需支付任何费用。官方网站:

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