Kukuřičná sněť

Sněť kukuřičná  je onemocnění rostlin způsobené patogenní houbou Ustilago maydis , která napadá kukuřici a teosinte . Tvoří hálky na všech nadzemních orgánech rostliny. Tato houba je jedlá, v Mexiku je to delikatesa, obvykle se používá jako náplň do quesadillas a dalších pokrmů z tortilly , stejně jako do polévek.

Charakteristika

Houba infikuje všechny orgány rostliny a napadá vajíčka svého hostitele. Infekce způsobí, že semena nabobtnají a vytvoří nádorovité hálky , které povrchně připomínají plodnici houby. Tyto hálky se skládají z hypertrofovaných buněk infikované rostliny, stejně jako z hyf hub a modročerných spor . Po odumírání rostlinných buněk dávají tmavé výtrusy uším spálený vzhled, odtud latinský název ustilare (hořet).

Biologie

Životní cyklus

Když se pěstuje v laboratoři na jednoduchých živných půdách, chová se jako pekařské droždí a produkuje jednotlivé buňky zvané sporidia. Tyto buňky se množí pučením z dceřiných buněk. Když se dvě kompatibilní sporidie setkají na povrchu rostliny, přejdou na jiný způsob růstu. Na povrchu rostliny splývají a tvoří hyfy, které prorůstají do rostliny. Hyfy rostoucí v rostlině jsou dikaryotické; mají dvě haploidní jádra na segment hyfy. Aby houba vstoupila do dikaryotické fáze, musí rostlinu infikovat, tento stav nelze v laboratoři vytvořit ani udržet.

Růst houby uvnitř rostliny má za následek příznaky, jako je chloróza , produkce anthokyanů , zpomalení růstu a výskyt nádorů, které skrývají vyvíjející se teliospory .

Zralé spory se uvolňují z nádorů a šíří se deštěm a větrem. Za příznivých podmínek se tvoří metabazidium , ve kterém dochází k meióze. Výsledná haploidní jádra se přemění na protáhlé jednotlivé buňky. Tyto buňky se oddělují od metabazidia, aby se staly sporidiemi, čímž se dokončí životní cyklus.

Konflikt mezi hostitelem a patogenem

Rostliny mají účinnou obranu proti patogenním mikrobům. Rychlou obrannou reakcí rostlin po napadení patogenními mikroorganismy je oxidační vzplanutí , které způsobí tvorbu reaktivních forem kyslíku v místě pokusu o invazi. Jako patogen může sněť reagovat na takový oxidační výbuch reakcí na oxidační stres regulovanou genem YAP1. Tato reakce chrání houbu před útokem hostitele. Smut má navíc dobře zavedený systém rekombinace DNA. Tento regenerační systém zahrnuje homolog Rad51, který je svou sekvencí a velikostí velmi podobný savčím protějškům. Tento systém také zahrnuje protein Rec2, který je vzdáleněji příbuzný Rad51, a protein Brh2, což je vylepšená verze savčího proteinu rakoviny prsu 2 (BRCA2). Když je některý z těchto proteinů inaktivován, zvyšuje se citlivost sněti na činidla poškozující DNA. Také mitotická rekombinace se stává nedostatečnou, rychlost mutace se zvyšuje a meióza není dokončena. Tato pozorování naznačují, že rekombinantní oprava během mitózy a meiózy v patogenu může pomoci při opravě poškození DNA, které je důsledkem oxidačně-ochranné reakce hostitele na infekci.

Aplikace

Model organismu

Kvasinkový růst sněti z ní činí atraktivní modelový organismus pro výzkum, ačkoli její význam v přírodě není znám. Houba je mimořádně vhodná pro genetickou modifikaci. Díky tomu je pro výzkumníky relativně snadné studovat interakci mezi houbou a jejím hostitelem.

Sněť se používá nejen ke studiu chorob rostlin, ale také ke studiu genetiky rostlin. V roce 1996 vedl výzkum genetiky puchýřového smutu k objevu techniky homologní rekombinace používané k opravě DNA. Jiné studie houby také identifikovaly roli cytoskeletu v polarizovaném růstu. Z velké části díky práci se snětí je dnes funkce genu pro rakovinu prsu BRCA2 známá. Houba je studována hlavně jako modelový organismus pro interakci hostitelského patogenu a dodávání efektorového proteinu.

Průmyslová biotechnologie

Puchýř je schopen produkovat širokou škálu cenných chemikálií, jako je kyselina stylagová, kyselina itakonová , kyselina jablečná a kyselina hydroxyparakonová . Díky této schopnosti se stává stále aktuálnější pro průmyslové aplikace.

Literatura

• Ustilago maydis v Index Fungorum
• Obyčejná sněť kukuřičná apsnet.org. Americká fytopatologická společnost. Staženo 2018-10-06.