Kukoricaszem

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. augusztus 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .
Kukoricaszem
tudományos osztályozás
Királyság: Gomba
Osztály: Basidiomycetes
Osztály: Ustomycetes
Rendelés: smukgomba
Latin név
Ustilago maydis

Wikimedia Commons logó
Képek
a Wikimedia Commons oldalon

EZ  192071
NCBI  5270

A kukoricaszem  egy növényi betegség, amelyet az Ustilago maydis kórokozó gomba okoz , amely a kukoricát és a teosinte -t érinti . Epeképződést képez a növény összes föld feletti szervén. Ez a gomba ehető, Mexikóban csemege, általában quesadillák és más tortillák töltelékeként , valamint levesekbe használják.

Jellemzők

A gomba a növény minden szervét megfertőzi, megtámadja gazdája petéit. A fertőzés hatására a magvak megduzzadnak, és daganatszerű epek keletkeznek , amelyek felületesen egy gomba termőtestére emlékeztetnek. Ezek az epek a fertőzött növény hipertrófiás sejtjeiből, valamint gombahifákból és kékesfekete spórákból állnak . A növényi sejtek elpusztulása után a sötét spórák égett megjelenést kölcsönöznek a füleknek, innen ered a latin elnevezés ustilare (égni).

Biológia

Életciklus

Laboratóriumban, egyszerű táptalajon termesztve úgy viselkedik, mint a sütőélesztő, és egyetlen sejtet, úgynevezett sporidia-t termel. Ezek a sejtek a leánysejtekből származó bimbózás útján szaporodnak. Amikor két kompatibilis sporidia találkozik egy növény felületén, akkor átváltanak egy másik növekedési módra. A növény felületén összeolvadnak, és hifát alkotnak, amely a növénybe nő. A növényben növő hifák dikarióták; hifális szegmensenként két haploid magjuk van. A dikarióta fázisba való belépéshez a gombának meg kell fertőznie a növényt, ezt az állapotot laboratóriumban nem lehet létrehozni vagy fenntartani.

A gomba növekedése a növényben olyan tüneteket okoz, mint a klorózis , az antocianinok termelése , a növekedés visszamaradása és a fejlődő teliospórákat elrejtő daganatok megjelenése .

Az érett spórák felszabadulnak a daganatokból, és esővel és széllel terjednek. Kedvező körülmények között metabasidium képződik , amelyben meiózis lép fel. A keletkező haploid sejtmagok megnyúlt egyedi sejtekké alakulnak. Ezek a sejtek leválnak a metabasidiumról, és sporidiumokká válnak, így teljes az életciklus.

Konfliktus a gazdaszervezet és a kórokozó között

A növények hatékonyan védekeznek a kórokozó mikrobák ellen. A növények gyors védekező reakciója patogén mikroorganizmusok támadása után oxidatív robbanás , amely reaktív oxigénfajták képződését okozza az inváziós kísérlet helyén. Mint kórokozó, a smut egy ilyen oxidatív kitörésre a YAP1 gén által szabályozott oxidatív stresszválaszsal reagálhat. Ez a válasz megvédi a gombát a gazdaszervezet támadásával szemben. Ezen túlmenően, a smunak jól bevált rendszere van a DNS-rekombináció javítására. Ez a helyreállító rendszer tartalmaz egy Rad51 homológot, amely szekvenciáját és méretét tekintve nagyon hasonló az emlős megfelelőihez. Ez a rendszer magában foglalja a Rec2 fehérjét is, amely távolabbi rokonságban áll a Rad51-gyel, és a Brh2 fehérjét, amely az emlős mellrák fehérje 2 (BRCA2) továbbfejlesztett változata. Ha e fehérjék bármelyike ​​inaktiválódik, a szennyeződés érzékenysége megnő a DNS-károsító anyagokkal szemben. Ezenkívül a mitotikus rekombináció elégtelenné válik, a mutációs ráta nő, és a meiózis nem fejeződik be. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a kórokozóban a mitózis és a meiózis során a rekombinációs javítás segíthet a gazdaszervezet fertőzésre adott oxidatív-védő válaszából eredő DNS-károsodás helyreállításában.

Alkalmazás

Modell organizmus

A smu élesztőszerű növekedése vonzó modellszervezetté teszi a kutatás számára, bár jelentősége a természetben nem ismert. A gomba kiválóan alkalmas genetikai módosításra. Ez viszonylag könnyűvé teszi a kutatók számára a gomba és gazdaszervezete közötti kölcsönhatás tanulmányozását.

A smukot nemcsak növénybetegségek, hanem növénygenetika tanulmányozására is használják. 1996-ban a hólyagos szennyeződés genetikai kutatása egy homológ rekombinációs technika felfedezéséhez vezetett, amelyet a DNS javítására használnak. A gombával végzett más vizsgálatok szintén azonosították a citoszkeleton szerepét a polarizált növekedésben. A BRCA2 emlőrák gén funkciója ma már ismertté vált, nagyrészt a sárral végzett munkának köszönhetően. A gombát főként a gazdapatogén kölcsönhatás és az effektor fehérje szállításának modellszervezeteként tanulmányozzák.

Ipari biotechnológia

A hólyagos szennyeződés értékes vegyszerek széles skáláját képes előállítani, mint például a stylagic sav , az itakonsav , az almasav és a hidroxi- parakonsav . Ennek a képességnek köszönhetően egyre fontosabbá válik az ipari alkalmazásokban.

Irodalom