新研究揭示了Eutypalata代謝物如何激活植物防御機制
在過去的十年中,葡萄樹干病(GTD)已成為葡萄栽培的重大威脅,造成經濟損失、管理成本增加和葡萄酒質量下降。傳統的防御方法,如使用亞砷酸鹽,由于其高毒性現已被禁止。然而,由于氣候變化,全球葡萄園中GTD的發生率正在增加,迫切需要新的策略來抑制癥狀的爆發。目前的研究重點是由Eutypalata引起的Eutypa Dieback ,它會分泌抑制宿主防御的植物毒性化合物。了解這些代謝物與葡萄樹防御機制之間的相互作用對于有效控制 GTD 非常重要。
2022年6月,Horticulture Research發表了題為“ The fungal elicitor eutypine from Eutypa lata activates basal Immunity through its phenic side Chains ” 的觀點。
在這項研究中,研究人員旨在了解E. lata的次生代謝產物,特別是乙酰苯酚,如 eutypine、eutypinol、siccayne 和 eulatinol,對植物防御的影響。他們利用帶有 GFP 標記微管的葡萄株系,可以檢查細胞對這些化合物及其化學類似物的反應。結果表明,優替平可以激活植物的防御機制,主要是由于其酚類部分,而不是乙酰側鏈。研究還發現,酚環上的醛基在觸發防御反應中起著至關重要的作用,還原成醇基會顯著減弱這種活性。
具體來說,該研究首先使用細胞外堿化作為指標來監測V. rupestris細胞中的鈣流入。Eutypine 引發清晰、快速的 pH 響應,表明其在防御激活中的特定作用。此外,該研究還調查了防御相關基因的表達。Eutypin 顯著增加了PAL 和RS等防御相關基因的表達,而 Eutypinol 等對基因激活幾乎沒有影響。結構相似的代謝物之間的這種獨特的反應模式凸顯了特定取代基在激活植物免疫反應中的重要性。此外,研究人員還觀察了這些化合物對細胞死亡率和細胞結構的影響(圖1),結果表明,優替品、優替品醇和西卡因僅導致輕微的細胞死亡,而優替品醇專門消除了皮質微管,這是早期防御反應的關鍵部分,而優替品則專門消除了皮質微管。沒有。這一結果表明這些化合物之間有不同的作用模式。最后,該研究檢查了優替品類似物、優替品醇以及兩種化合物的不同組合對防御反應的激活。這些類似物被發現可以激活鈣流入,并誘導防御基因的輕度上調。因此,研究表明,這些化合物中的不同化學基團在植物防御機制中發揮著不同的作用,有些增強生物活性,有些則抑制生物活性。這些化合物的功效也在葡萄和番茄葉子上進行了測試,證實了它們在不同植物物種中引發防御反應的能力。
總之,這些發現揭示了真菌化合物和植物免疫之間復雜的相互作用,強調了了解宿主和病原體之間化學通訊的必要性。這項研究為未來管理葡萄干病的策略提供了寶貴的見解,特別是在氣候變化等環境壓力的背景下。
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