義務的な寄生植物フェリパンチラモサでのハウストリウム開始には、宿主排除されたサイトカイニンシグナルが含まれます

寄生植物の従属栄養ライフスタイルは、根の付着に必要な特定の感染器官であるハストリウムの発達に依存しています。ハストリウムの発達は、片腸麻痺植物における宿主由来分子の化学検出により開始されますが、ハウストリウム形成の誘導は、フェリパンチラモサなどのホロパラシ酸種ではほとんど知られていないままです。この研究は、宿主植物の滲出液がP. ramosa発芽種子でのハストリウムを誘発する活性を示すアレロケミカルを含んでおり、それが寄生虫の攻撃性を増加させることを示しています。B. napus根の滲出液による治療時に、初期のハウストリウム形成中にP. ramosaを使用したde novo組み立てられたトランスクリプトームおよびマイクロアレイアプローチにより、ホルモンシグナル伝達に関与する差次的に発現した遺伝子の同定が可能になりました。外因性サイトカイニンと特異的なサイトカイニン受容体阻害剤PI-55を使用したバイオアッセイは、シトキニンがハストリウムの形成を誘発し、寄生虫の攻撃性を増加させることを示しました。根滲出液は、発芽種子の初期のハウストリウム発達中にサイトカイニン応答遺伝子の発現を引き起こし、生体誘導UPLC-ESI（+） - /MS/MS分析により、これらの滲出液にはジヒドロゼチン特性を持つシトキニンが含まれていることが示されました。これらの結果は、宿主の根から構成的に滲出したシトカニンが、P。ramosaのハウストリウム形成と攻撃性に大きな役割を果たすことを示唆しています。

The heterotrophic lifestyle of parasitic plants relies on the development of the haustorium, a specific infectious organ required for attachment to host roots. While haustorium development is initiated upon chemodetection of host-derived molecules in hemiparasitic plants, the induction of haustorium formation remains largely unknown in holoparasitic species such as Phelipanche ramosa. This work demonstrates that the root exudates of the host plant Brassica napus contain allelochemicals displaying haustorium-inducing activity on P. ramosa germinating seeds, which increases the parasite aggressiveness. A de novo assembled transcriptome and microarray approach with P. ramosa during early haustorium formation upon treatment with B. napus root exudates allowed the identification of differentially expressed genes involved in hormone signaling. Bioassays using exogenous cytokinins and the specific cytokinin receptor inhibitor PI-55 showed that cytokinins induced haustorium formation and increased parasite aggressiveness. Root exudates triggered the expression of cytokinin-responsive genes during early haustorium development in germinated seeds, and bio-guided UPLC-ESI(+)-/MS/MS analysis showed that these exudates contain a cytokinin with dihydrozeatin characteristics. These results suggest that cytokinins constitutively exudated from host roots play a major role in haustorium formation and aggressiveness in P. ramosa.