一种真菌植物病原体通过快速基因丢失克服了 mlo 介导的广谱抗病性。

IF 8.3 1区生物学 Q1 PLANT SCIENCES

New Phytologist Pub Date : 2024-08-19 DOI:10.1111/nph.20063

Stefan Kusch, Lamprinos Frantzeskakis, Birthe D. Lassen, Florian Kümmel, Lina Pesch, Mirna Barsoum, Kim D. Walden, Ralph Panstruga

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摘要

寄主和病原体通常会进行共同进化的军备竞赛。这同样适用于植物致病性白粉病真菌，它们能迅速克服植物的抗性并进行宿主跳跃。通过实验进化，我们发现白粉病病原体霍尔德白粉菌（Blumeria hordei）能够打破大麦功能缺失 mlo 突变体所产生的具有重要农业意义的广谱抗性。已进化的霍粉芽孢杆菌分离物的部分 mlo 毒力与适应性突变的独特模式有关，包括小尺寸（约 8-40 kb）缺失，其中一个缺失与转座元件的重新插入有关。突变的发生与效应蛋白编码基因的转录诱导有关，而在 mlo 突变体植物上的 mlo 病毒分离物中不存在这种诱导。在至少两个独立分离的 mlo 病毒分离株中，检测到的突变谱包括相同的基因位点，表明了趋同的多基因进化。在实验进化过程中，突变事件部分在早期（前五代无性世代内）出现，很可能产生了一个创始种群，在该种群中，萌芽的 mlo 毒力后来被其他事件稳定下来。这项工作凸显了一种转座子丰富的强制性生物营养植物病原体基因组的快速动态进化。

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A fungal plant pathogen overcomes mlo-mediated broad-spectrum disease resistance by rapid gene loss

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