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【植微系研究分享】鈣離子真的這麼重要嗎!? 植物病原篇 (劉瑞芬老師實驗室 胡芳瑜)

2017-07-07 00:00:00

  鈣離子在各種生物扮演次級傳訊者的角色,一旦接收到外界的刺激,為了要快速把訊息傳遞到細胞運作的核心,這時候就需要擴散快速且數量眾多的小尖兵-鈣離子出現啦~他們可以迅速地把外界的刺激放大並傳遞到下游的訊息接收者。因此,細胞內鈣離子濃度上升或是下降都可以看作是開啟下一步反應的開關,然後像大隊接力一般,鈣離子所捎來的訊號被一步步往下傳遞,最終傳到細胞核內的轉錄因子後,便可啟動相關基因的表現。那麼鈣離子訊息傳導究竟在植物病原菌扮演怎樣的角色呢?

  疫病菌 (Phytophthora parasitica) 在無性繁殖過程形成的孢囊 (sporangium) 與游走子 (zoospore) 是其感染植物的重要構造,過去因為技術上的限制,一直都只能以添加藥物的方式探討鈣離子在孢囊與游走子發育過程的重要性。在本研究中,我們利用基因靜默 (RNA silencing) 技術調降疫病菌PpMID1基因的表現量,發現這不僅影響菌絲型態,也嚴重干擾孢囊與游走子的發育。有趣的是,添加鈣離子可回復疫病菌靜默株分化及產生孢囊與游走子的能力,顯示鈣離子及PpMID1在疫病菌無性繁殖的重要角色。失去了游走子的疫病菌就像是被打斷腳的壞人一般,再也沒辦法快速的傳播作惡,未來可望利用我們的研究成果發展更精確的疫病防治技術。

 

點以下連結看更多精采內容:
http://journal.frontiersin.org/…/10.3…/fmicb.2017.00610/full
Fang-Yu Hwu, Ming-Wei Lai, and Ruey-Fen Liou* 2017. PpMID1 plays a role in the asexual development and virulence of Phytophthora parasitica. Frontiers in Microbiology 8:610.

 

 

圖一 靜默株 (PpMID1_7, PpMID1_46) 不再生成洋梨型的孢囊,而是產生如太陽般帶有放射菌絲的球型孢囊。

 

圖二 靜默株 (PpMID1_7, PpMID1_46) 的孢囊失去了細胞分裂生成游走子的能力。

 

圖三 在補充鈣離子後, 靜默株的孢囊神奇地恢復細胞分裂產生游走子的能力! (R,W)。

 

圖四 靜默株 (PpMID1_7, PpMID1_46) 不再生成洋梨型的孢囊,而是產生如太陽般帶有放射菌絲的球型孢囊。