综合组织化学、生物化学和超微结构分析揭示了弯孢菌在玉米中的协同致病机制

《Scientific Reports》：Integrated histochemical, biochemical, and ultrastructural analyses elucidate synergistic virulence mechanisms of Curvularia lunata in maize

　　

摘要

Curvularia lunata是一种危害玉米的病原体，但其感染策略与毒素产生之间的相互作用机制尚未明确。我们通过ITS rDNA、GAPDH和TEF1α基因区域的多基因座序列分析识别出了C. lunata，并对其代谢产物进行了分析，发现甲基-5-羟基呋喃-2-羧酸酯（M5HF2C）是主要的毒素，此外还有柑橘素、内克罗辛和丁内酯II。暴露于该病原体接种物、粗提代谢物或纯化后的M5HF2C的7–8天大的玉米植株出现了逐渐加重的坏死和黄化症状。生理检测显示色素损失严重（高达79%）、电解质渗出（88%）以及脂质过氧化程度增加9.7倍，而组织化学染色和超微结构成像则证实了活性氧的积累以及细胞结构的破坏。虽然抗氧化酶和防御酶（SOD、CAT、APX、POX、GR、GPX、PPO和PAL）被显著激活，但仍不足以防止植株受损。值得注意的是，危害程度依次为病原体＞粗提代谢物＞纯化毒素，这表明多种毒力因子共同作用推动了该病原体的致病过程。总体而言，这些研究结果表明氧化应激以及多种代谢产物的共同作用是Curvularia lunata在玉米中致病的关键因素。