Differential Communications between Fungi and Host Plants Revealed by Secretome Analysis of Phylogenetically Related Endophytic and Pathogenic Fungi.
Differential Communications between Fungi and Host Plants Revealed by Secretome Analysis of Phylogenetically Related Endophytic and Pathogenic Fungi.
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系统发育相关的内生真菌和病原真菌的分泌组分析揭示了真菌和寄主植物之间的差异通讯
DOI：
10.1371/journal.pone.0163368
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Zhang C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu X;He Q;Chen C;Zhang C
在感染过程中，植物病原真菌和内生真菌都与活的植物细胞形成密切接触，并且需要抵抗或禁用宿主防御并改变宿主代谢以适应宿主。真菌可以通过分泌蛋白质和酶来实现这些变化。全面比较内生真菌和病原真菌的分泌组可以提高我们对植物和真菌之间相互作用的理解。尽管 Magnaporthe oryzae、Gaeumannomyces graminis 和 M. poae 是经济上重要的真菌病原体，并且相关物种 Harpophora oryzae 是内生菌，但它们是从共同的致病祖先进化而来的。我们使用管道分析来预测 H. oryzae、M. oryzae、G. graminis 和 M. poae 分泌组，并分别鉴定了 1142、1370、1001 和 974 个蛋白质。直系同源基因分析表明，米霉分泌蛋白组的进化速度比其他三个相关物种的分泌蛋白组更快，从而产生了许多物种特异性的分泌蛋白编码基因，例如无毒基因。功能分析强调了参与宿主植物细胞壁分解和氧化还原过程的蛋白质的丰度。我们在 H. 和 M. oryzae 分泌组中发现了三个新的基序，它们可能在水稻和 H. oryzae 之间的相互作用中发挥关键作用。此外，我们发现参与植物细胞壁降解的米曲霉分泌蛋白组的表达下调，但米曲霉分泌蛋白组的表达上调，并有更多参与氧化还原过程的上调基因。 H. 和 M. oryzae 分泌组在植物中表达模式的不同揭示了分别与互惠和致病相互作用相关的差异。
During infection, both phytopathogenic and endophytic fungi form intimate contact with living plant cells, and need to resist or disable host defences and modify host metabolism to adapt to their host. Fungi can achieve these changes by secreting proteins and enzymes. A comprehensive comparison of the secretomes of both endophytic and pathogenic fungi can improve our understanding of the interactions between plants and fungi. Although Magnaporthe oryzae, Gaeumannomyces graminis, and M. poae are economically important fungal pathogens, and the related species Harpophora oryzae is an endophyte, they evolved from a common pathogenic ancestor. We used a pipeline analysis to predict the H. oryzae, M. oryzae, G. graminis, and M. poae secretomes and identified 1142, 1370, 1001, and 974 proteins, respectively. Orthologue gene analyses demonstrated that the M. oryzae secretome evolved more rapidly than those of the other three related species, resulting in many species-specific secreted protein-encoding genes, such as avirulence genes. Functional analyses highlighted the abundance of proteins involved in the breakdown of host plant cell walls and oxidation-reduction processes. We identified three novel motifs in the H. and M. oryzae secretomes, which may play key roles in the interaction between rice and H. oryzae. Furthermore, we found that expression of the H. oryzae secretome involved in plant cell wall degradation was downregulated, but the M. oryzae secretome was upregulated with many more upregulated genes involved in oxidation-reduction processes. The divergent in planta expression patterns of the H. and M. oryzae secretomes reveal differences that are associated with mutualistic and pathogenic interactions, respectively.
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