オロバンチャ科の2つの寄生植物種におけるハウストリアの3次元再構築

寄生植物は、いくつかの細胞タイプで構成される特殊な多細胞臓器を形成することにより、他の植物に感染します。したがって、細胞型の空間組織を理解することは、ハウストリアの機能を解明する上で非常に重要です。ここでは、2つのオロバンチャ科、イネ（オリザ・サティバ）に感染する義務的な寄生虫密状hermonthicaのハウストリアの3次元（3-d）再構築を報告します。さらに、フィールドエミッション走査型電子顕微鏡観察により、Haustoriaにはさまざまな細胞タイプが存在することが明らかになりました。私たちの画像は、Haustoria内の複数の細胞タイプの空間的配置と、宿主の根との相互作用を明らかにしています。Haustoriaの3D内部構造は、2つの寄生虫、特にホストとの木部接続部位での2つの寄生虫の違いを強調しています。私たちの研究は、S。hermonthicaとP. japonicumのHaustoriaに関する細胞的および構造的な洞察を提供し、Haustorium機能を理解するための基礎を築きます。

Parasitic plants infect other plants by forming haustoria, specialized multicellular organs consisting of several cell types, each of which has unique morphological features and physiological roles associated with parasitism. Understanding the spatial organization of cell types is, therefore, of great importance in elucidating the functions of haustoria. Here, we report a three-dimensional (3-D) reconstruction of haustoria from two Orobanchaceae species, the obligate parasite Striga hermonthica infecting rice (Oryza sativa) and the facultative parasite Phtheirospermum japonicum infecting Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). In addition, field-emission scanning electron microscopy observation revealed the presence of various cell types in haustoria. Our images reveal the spatial arrangements of multiple cell types inside haustoria and their interaction with host roots. The 3-D internal structures of haustoria highlight differences between the two parasites, particularly at the xylem connection site with the host. Our study provides cellular and structural insights into haustoria of S. hermonthica and P. japonicum and lays the foundation for understanding haustorium function.