GH81タイプのβ-グルカン結合タンパク質は、大麦の相利菌によるコロニー形成を促進します

細胞壁は、植物とフンガルの相互作用の重要な界面であり、侵略者に対する堅牢な物理的および化学的障壁として機能します。真菌のコロニー形成により、植物は真菌の浸透部位にフェノリックとカロースを堆積させて、さらなる真菌の進行を防ぎます。植物細胞壁の組成の変化は、宿主の感受性に大きく影響します。さらに、植物と菌類は、互いの細胞壁に作用するグリカンヒドロラーゼを分泌します。これらの酵素はさまざまな糖オリゴマーをアポプラストに放出し、その一部は表面受容体を介して宿主の免疫を活性化します。植物を植民地化する真菌からの細胞壁の最近の特性評価は、異なる細胞壁層のβ-グルカンの豊富さを強調しているため、認識に適したターゲットになります。真菌に対する免疫に関与する宿主成分を特徴付けるために、ビオチン化β-グルカンラミナリンでタンパク質プルダウンを実行しました。それにより、植物グリコシド加水酵素ファミリー81型グルカン結合タンパク質（GBP）をβ-グルカン相互作用因子として特定しました。大麦におけるGBP1とその唯一のパラログ、GBP2の変異は、有益な根元内菌による植民地化の減少をもたらしました。セレンディピタ・インディカとS. vermifera、およびアーバスキュラー菌根菌Rhizophagus rhizophus ribuleris。コロニー形成の減少には、カロース含有細胞壁の並置の延長を含む、宿主細胞壁での応答が強化されました。さらに、オオムギのGBP変異は、hemibibiotrophic ppoleris bipolaris sorokinianaによる根の真菌バイオマスも減少させ、義務的な生体栄養葉病原体Blumeria hordeiの浸透成功を阻害しました。これらの結果は、GBP1が、大麦に適応した病原体によって潜在的に充当された有益な菌類の役割と共生関係の確立に関与していることを示しています。

Cell walls are important interfaces of plant-fungal interactions, acting as robust physical and chemical barriers against invaders. Upon fungal colonization, plants deposit phenolics and callose at the sites of fungal penetration to prevent further fungal progression. Alterations in the composition of plant cell walls significantly impact host susceptibility. Furthermore, plants and fungi secrete glycan hydrolases acting on each other's cell walls. These enzymes release various sugar oligomers into the apoplast, some of which activate host immunity via surface receptors. Recent characterization of cell walls from plant-colonizing fungi has emphasized the abundance of β-glucans in different cell wall layers, which makes them suitable targets for recognition. To characterize host components involved in immunity against fungi, we performed a protein pull-down with the biotinylated β-glucan laminarin. Thereby, we identified a plant glycoside hydrolase family 81-type glucan-binding protein (GBP) as a β-glucan interactor. Mutation of GBP1 and its only paralog, GBP2, in barley led to decreased colonization by the beneficial root endophytes Serendipita indica and S. vermifera, as well as the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis. The reduction of colonization was accompanied by enhanced responses at the host cell wall, including an extension of callose-containing cell wall appositions. Moreover, GBP mutation in barley also reduced fungal biomass in roots by the hemibiotrophic pathogen Bipolaris sorokiniana and inhibited the penetration success of the obligate biotrophic leaf pathogen Blumeria hordei. These results indicate that GBP1 is involved in the establishment of symbiotic associations with beneficial fungi-a role that has potentially been appropriated by barley-adapted pathogens.