Растения могут образовывать разнообразные тесные отношения с полезными микоризными, эндофитными и / или ризосферными грибами для обмена питательными веществами. В настоящее время известно, что растения могут передавать источники углерода, такие как жирные кислоты, грибам, в то время как грибы опосредуют снабжение растений фосфатами и/или азотом. Преимущества грибов также включают стимулирование роста растений и защиту от различных биотических и абиотических стрессов. Тем не менее, грибковое стимулирование иммунного ответа растений все еще неуловимо.
Пипеколиновая кислота (PIP), продукт катаболизма лизина, может продуцироваться различными организмами, от бактерий до грибов и растений . Накопленные данные показали, что PIP и его производная N-гидроксипипеколиновая кислота (NHP) являются важными регуляторами индуцируемого иммунитета растений. Помимо того, что он является эндогенным посредником в растениях, ранее не предполагалось, что PIP можно продавать между королевствами.
Профессор Ченгшу Ван и его коллеги из Шанхайского института физиологии и экологии растений Китайской академии наук сообщают, что PIP, продуцируемый ризосферным грибком Metarhizium robertsii, может поглощаться Arabidopsis thaliana для стимулирования иммунного ответа растений против бактериального патогена и тли. атаки. M. robertsii — энтомопатогенный гриб-аскомицет, который также может образовывать эндофитные или ризосферные отношения с различными растениями.
Ранее они получили мутант M. robertsii со сверхэкспрессией SwnA (OE), который может продуцировать большее количество PIP и связанного с ним вторичного метаболита, чем штамм дикого типа (WT). В этой работе они создали элегантную гидропонную систему со стерильными корнями для гнотобиотической инокуляции арабидопсиса штаммами WT и OE.
Они обнаружили, что Metarhizium может колонизировать ризосферу корней растений, и что PIP может проявляться в растениях ald1, не продуцирующих PIP, после инокуляции грибами. Уровень PIP растений Col-0 также может быть значительно повышен после инокуляции штамма OE грибов. Тем не менее, NHP значительно увеличивался в Col-0, но не в ald1 после инокуляции любого из штаммов. Таким образом, PIP грибов может быть перенесен в растения и/или преобразован в NHP.
Подобно добавлению экзогенного PIP, они обнаружили, что грибковые инокуляции могут способствовать иммунной защите как Col-0, так и ald1, но не fmo1 (неспособного продуцировать NHP) арабидопсиса против инфекции бактериального патогена Pseudomonas syringae pv. помидор (Пст). Они также обнаружили, что грибковые инокуляции могут значительно увеличить накопление фитоалексинов в арабидопсисе, таких как камалексин и 4-метилсульфинилбутилглюкозинолат.
Этот вывод подтверждается предыдущими сообщениями о том, что NHP может индуцировать продукцию камалексина у A. thaliana. Они также обнаружили, что грибковые инокуляции, особенно использование штамма OE, могут подавлять размножение зеленой персиковой тли на растениях.
В дополнение к свидетельству ранее не подозревавшейся передачи PIP от грибов к растениям, открытие в этой работе предполагает, что скрининг и использование совместимых микробов, производящих PIP, могут способствовать защите сельскохозяйственных культур от биотических проблем.
