文 | 清墨史纪
编辑 | 清墨史纪
«——【·前言·】——»
辣椒在墨西哥被驯化，4种辣椒中的5种被种植，包括C. frutescens，C.annuum，C.pubescens和C.chinense。
然而，C.chinense是唯一被认为起源于墨西哥的辣椒物种，因为它的用途，包括传统用途，在尤卡坦地区的定居者中。
在田间条件下，这些作物容易受到病原菌感染，其中对胶苜属给予了特别关注,Colletotrichum属与多种热带、亚热带和温带水果、作物和观赏植物的炭疽病和采后腐烂有关。
在有炭疽病症状的辣椒属植物中检测到针狸梭菌、博尼念珠菌、短孢子虫、凯恩念珠菌、辣椒梭菌、克氏梭菌、果木梭菌、昆士兰衣原木、短孢子虫、卷柏和光孢子虫等物种。
对分离的胶粘菌菌株进行的研究中报道了胶片菌感染的机制和辣椒的防御机制。
一、磷脂酸在植物与病原体中的相互作用
在植物-病原体相互作用过程中，精确的信号传导过程对于植物的成功适应和存活是必不可少的。
关于宿主植物防御系统和致病入侵效应子及其激素相关途径和/或茉莉酸的研究很多。然而，只有少数研究与对病原体的反应相关的磷脂信号转导途径有关。
特别是涉及磷脂衍生分子作为第二信使或超敏反应的途径。磷脂酸是一种非常重要的信号分子。
可以调节激酶、磷酸酶、磷脂酶和其他参与膜运输、钙信号传导以及生物和非生物应激反应的蛋白质的活性。
二、诱导子反应基因的表达诱导
在之前的一项研究中，我们评估了SA和茉莉酸甲酯对中华茉莉糖磷脂信号传导的影响。细胞悬液培养物。SA治疗抑制PLC和磷脂酶D活性，而MJ治疗可增加磷脂酶活性。
关于超敏反应，PA含量与过度激活防御反应线中HR和磷脂信号的开始有关，这些防御反应线受到Ralstoniasolanacearum的挑战。
在番茄悬浮细胞中进行PA和二酰基甘油焦磷酸盐的瞬时积累研究。用致病诱导子处理的细胞显示出高水平的PA，随后代谢为DGPP。
当加入DGPP和PA时，在没有诱发子的情况下观察到诱导子反应基因的表达诱导。
三、植物根与根际之间的关系
植物的根与根际中存在的微生物建立了关系，这些相互作用可能涉及有益或致病微生物。这两种类型的相互作用都会触发复杂的反应，从而决定植物中致病性增殖和发育的成功。
近年来，主要使用单一病原体物种研究植物细胞对病原微生物的反应。然而，在野外条件下，细胞反应甚至更加复杂。
因为微生物倾向于与相容的微生物形成联盟，这些微生物可能对感染的发生和发展具有抑制或协同作用。
我们建议研究从中华植物腐烂的根和果实中分离出的微生物联盟的细胞和生化反应。在本工作中，使用中华梭菌悬浮细胞系统来研究磷脂信号通路响应联盟感染的作用。
我们试图首先将重要磷脂衍生分子的产生，与响应来自中华绒毛菌植物的微生物联盟，相关基因的表达相关联。
以了解在中华绒毛虫悬浮细胞，与主要由无知梭菌组成的微生物联盟之间，相互作用期间发生的磷脂信号转导。
四、联盟微生物谱分析
通过NGS对中华桫椤幼苗腐烂根系分离的菌株进行表征，以鉴定存在的微生物。元数据存储在NCBI数据库中，注册号为PRJNA479448。
序列的生物信息学分析能够鉴定该联盟中存在的微生物，其中C.ignotum占存在的大多数真核微生物，而原核生物的主要属是拟杆菌。
如巴内氏菌属、阿利斯蒂佩斯菌属、泛托氏菌属、不动杆菌属、副拟杆菌属、马克氏克卢维罗酵母菌、地裂半乳酵母菌属、球藻属、外皮菌属、链球菌属等。
与从ITS扩增子获得的读数相比，从16S获得的读段比例较低，但这并不限制它们与植物或大多数菌株的关系。因此，我们将一组已识别的微生物视为一个联盟。
五、宿主与病原菌之间的感染建立
为了了解宿主与病原菌之间的关系，将中华绒毛菌悬浮细胞接种了主要由无毛蚕菌组成的微生物联盟。
我们首先确定感染条件和采样时间，这些条件和采样时间在形态水平，生长速率和/或死亡恶化方面产生了对比反应，因此可以提供有关所研究主题的更多信息。
中华梭菌感染1×108cs在接种35小时后显示活力降低约12%，在接种后50和90小时分别降低高达24%和48%。
正在接受1×104CS，分别在接种后15，30和40小时观察到约12，24和48%的减少，而当细胞接种1×101cs，没有获得明显的趋势。
活力的降低也与鲜重的减少有关，当细胞暴露于最浓缩的cs时，观察到活力和鲜重的下降幅度更大，1×104CS允许我们在治疗30和50小时后分别产生轻微和/或严重的细胞损伤。
与对照细胞相比，在微生物联盟存在下中华梭菌悬浮细胞的图像在接种后24小时后显示出扩大的细胞表型，在接种后48小时显示出更清晰的表型。
有趣的是，当将可行的联盟与衰减版本进行比较时，这两个联盟对爆炸细胞表型表现出相同的反应最后，在接种2×48后1小时8CS，细胞培养物呈现深棕色和零活力。
关于病原体，该联盟在12小时后显示出显着的增长量，接种后48小时观察到菌丝丰度的主要变化，当1×104使用了cs和当1×108使用了CS。
六、感染期间的形态变化
在接种细胞24和48小时后用1×104来自微生物联盟的CS，接种后24小时，细胞分别表现出细胞膨胀度增加和菌丝丰度低等变化。
一些中华绒毛细胞在接种1×10时开始表现出破坏8CS，使用荧光团评估细胞以观察细胞壁，细胞质膜，内质膜和DNA完整性。
在没有联盟的实验中，即使在模拟接种后24至48小时，中华梭菌细胞的结构也保持不变。
当接种中华绒毛病细胞时，即使在接种后12小时，它们也显示出血浆和内质网膜的损伤。然而，在接种后4小时，对膜和细胞壁的损伤都很严重。
用DAPI评估DNA完整性表明，在接种后24小时之前，细胞积累了中度DNA损伤，并且在48小时观察到DNA聚集和片段化。
七、植物-微生物组之间的关系
几位作者报道了植物与病原微生物之间相互作用的大量机制，然而，为了在我们的研究模型中重现现场发生的那些相互作用。
我们必须考虑植物的根与微生物联盟相互作用，以获得植物-微生物组关系的更广泛视图。在本工作中，我们分离出一个联盟，然后通过宏基因组分析对其进行表征。
并将其应用于中华梭菌的细胞模型，使我们能够观察由这种相互作用激活的细胞信号传导。宏基因组学显示，存在的主要微生物是无知性结肠炎，这与水果中的炭疽病有关。
在本研究建立的体外感染系统中，悬浮液中生长的所有中华梭菌细胞表现出相同的感染概率。
可以将规定量的cs添加到标准化量的中华绒毛菌细胞中，并且可以在不同时间进行显微镜检查感染。接种后不久，观察到原发感染，菌丝渗透到细胞中，感染引起的影响。
例如细胞壁恶化和质膜塌陷，随后是细胞核碎裂的阶段，可以观察到细胞的破坏可能是由响应联盟接种的程序性细胞死亡引起的。
相反，接种48h后，植物细胞与菌丝群体的比例完全逆转，当微生物联盟达到最大的菌丝群体时，中华绒毛细胞死亡。
八、导致细胞壁损伤的因素
细胞壁的损伤可能是由纤维素酶和果胶酶的分泌引起的，这些细胞酶和果胶酶通过cs降解细胞壁，CS与蛋白酶一起促进宿主的初始渗透和感染。
，Kim和合作者观察到辣椒cv.Jejujaerae和辣椒cv.PBC80接种炭疽病病原体胶孢子虫的果实中的核变化和结构变化，其中观察到病原体分泌的酶降解细胞壁。
此外，观察到质膜与细胞壁的分离，内质网的肿胀，液泡中致密内含物的积累以及伴随细胞质碎裂和DNA片段化的细胞质空泡化。
因此，本研究结果表明，细胞壁损伤是中华绒毛病细胞悬液模型中病原体攻击的特征。
九、PA和DGPP在植物中的作用
在植物中，PA和DGPP被广泛接受为信号通路中的第二信使，并对生物和非生物胁迫作出反应。
如前所述，当用主要由C.ignotum组成的微生物联盟接种中华绒毛病悬浮细胞时，发现了高水平的PA。
许多作者报道，PA随后代谢为DGPP，以响应多种类型的生物或非生物胁迫，例如病原体、缺水、真菌引发物、渗透应激、点头因子和盐胁迫。
在植物中，PA和DGPP的磷酸化形式作为参与许多应激反应的信号分子开始变得越来越重要。
在这里，我们报告了PI-PLC/DGK磷脂途径的推定活性以及由PIP或PIP产生的磷脂衍生分子2水解形成第二信使，如PA和DGPP，最终引发下游对感染的信号反应。
通常，检测到的PA可以通过两种不同的途径获得：一种涉及PLD，其通过水解结构磷脂直接产生PA，而另一种涉及PI-PLC。
其产生DAG，DAG随后通过PLC/DGK的作用磷酸化为PA。然而，越来越多的证据表明，PA积累与PI-PLC/DGK活性有关，以响应病原体效应物。
例如细菌诱发物，丁香假单胞菌的特异性效应子和真菌，例如黄孢菌和灰霉病，以这种方式，也许在感染的第一阶段可以通过PIP转化产生由PLC/DGK活性产生的PA。
十、结论
墨西哥被认为是辣椒品种的多样化中心，但这些作物容易受到病原体的感染，例如Colletotrichum spp.，这通常会导致炭疽病和收获后腐烂。
已经对辣椒植物中分离的胶棉菌株进行了研究，然而，在生长条件下，微生物通常与其他微生物相互作用，导致它们感染中华绒毛幼苗根部的能力增加或减少，从而引起疾病。
这项研究证明了磷脂信号通路响应微生物联盟的激活。此外，在联盟存在的情况下，DGK的表达以及一些与发病机制相关的其他表达也受到影响。
该联盟的存在也诱导了膜破坏和细胞活力的重要降低。研究的下一步将是使用磷脂酶和激酶抑制剂来区分每种途径对微生物联盟反应的贡献。
还考虑了转录组学的研究，以检测由微生物联盟和磷脂信号级联的其他激活途径差异激活的基因簇。
在未来的工作中，我们打算扩展我们的研究，以确定在栽培领域形成的联盟类型以及与植物反应能力和发育的相关性。
