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May 24, 2024

Taxillus chinensis の寄生過程に対する内生菌の影響

Scientific Reports volume 12、記事番号: 7744 (2022) この記事を引用する 1514 アクセス 1 引用 1 Altmetric Metrics 詳細 Taxillus chinensis (DC.) Danser は広く使用されている薬用低木です

Scientific Reports volume 12、記事番号: 7744 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

Taxillus chinensis (DC.) Danser は、伝統的および現代の医療システムで広く使用されている薬用低木です。 半寄生性の多年草で、寄生率が低いため人工的に増やすのは困難です。 寄生植物の寄生が成功するには、その組織を融合させ、その脈管構造を宿主の脈管構造に接続して生理学的橋を築き、宿主植物から水、糖、栄養素を効率的に引き出すことができます。 内部寄生菌は、生理学的橋の重要な形成プロセスである細胞壁の分解と融合において重要な役割を果たしていることが報告されています。 そこで本研究では、異なる宿主のT. chinensisから内生菌を単離し、グアイホオールとセルロース分解能からなる培地を用いて細胞壁の主成分を分解する微生物をスクリーニングした。 結果は、リグノセルロース分解に対する高い酵素活性を有するT. chinensisの72の内部寄生菌から5つの菌株がスクリーニングされたことを示した。 5 つの菌株のラッカーゼおよびセルラーゼ活性は 7 日目にピークに達し、これら 2 つの酵素の最も高い酵素活性は菌株 P6 で見つかり、それぞれ 117.66 および 1.66 U/mL でした。 株 4 のマンガン ペルオキシダーゼおよび株 N6 のリグニン ペルオキシダーゼも 7 日目にピークに達し、5 株の中で最も高く、酵素活性はそれぞれ 11.61 および 6.64 U/mL でした。 菌株 4、15、31、N6、および P6 は、形態学的および分子生物学的特性に従って、それぞれ、Colletotrichum sp.、Nigerrospora sphaerica、Exserohilum sp.、Diaporthe Phaseolorum、および Pestalotiopsis sp. として同定されました。 内生菌は効率的な細胞壁分解酵素を分泌し、T. chinensis と宿主の間の細胞壁の溶解と弛緩を促進し、T. chinensis の寄生に寄与する可能性があります。

Taxillus chinensis (DC.) Danser はローランサス科に属し、主に中国南部および南西部に分布しています。 T. chinensis の葉が付いた乾燥した茎と枝は、伝統的な漢方薬で一般的に使用される成分であり、中国では「Sang Ji Sheng」と呼ばれています。 T. chinensis は高い薬効を持っています。 リウマチ症状の緩和、肝臓と腎臓の強化、腱と骨の強化、中絶の予防に使用されます1。 T. chinensis は、多様な宿主を持つ半寄生植物です2。 一方、T. chinensis は、中国の伝統的な中国食品の健康茶である寄生茶の原料としても使用されており、東南アジアの 30 か国近くに輸出されています。 したがって、その計り知れない治療可能性により、世界のハーブ市場における T. chinensis の需要は絶えず増加しています。 しかし、T. chinensis は主に野生資源に由来しており、増大する市場の需要に完全に応えることができません。 T. chinensis の人工栽培は、市場の需要と供給のバランスをとるための有効な手段です。

しかし、T. chinensis は多年生の半寄生植物であり、寄生率が低いため人工的に増殖するのは困難です。 寄生植物の寄生成功の必須要素は、宿主細胞壁を融合し、吸器として知られる特殊な器官によって血管系を接続し、生理学的橋を形成する能力です4、5、6、7。 これにより、水や栄養素だけでなく、mRNA 8 やタンパク質 9 などの巨大分子も寄生虫に移動することができます。 したがって、宿主の細胞壁は、生理学的橋の形成に対する最初の障壁となります。 興味深いことに、吸器の侵入は宿主植物細胞に重大な損傷を引き起こさないことが研究で判明しています。 例えば、Striga hermonthica の吸器は、侵入中に宿主植物の内皮細胞損傷を引き起こしません 10、11、12。 これはさまざまな方法で実現できます。 オロバンチャ科のほとんどの寄生植物では、細胞壁の分解に関連する多数の酵素が寄生プロセスで見つかっています 12,13。 例えば、ペクチンを分解することができるペクチンメチルエステラーゼは、オロアンチェ・クマナ・ヴァルルのハストリウム穿刺部位で見出される。 およびPhelipanche aegyptiaca Pers.14。 ジラターゼやトランスグルカナーゼ活性を持つ酵素などの他の細胞壁修飾因子は、WM-キシルグルカンのドッダー感染の浸透期間中にピークに達することが示されています。 対照的に、これらの WM-キシルグルカン修飾因子を阻害すると、ドッダー侵入が成功する可能性が減少しました 15。 したがって、細胞壁の分解に関連する酵素は、寄生プロセス中に重要な役割を果たします。 しかし、これらの酵素の起源についてはこれ以上研究されていません。