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May 24, 2024

Taxillus chinensis의 기생과정에 대한 내생균의 영향

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 7744 (2022) 이 기사 인용 1514 액세스 1 인용 1 Altmetric Metrics 세부 정보 Taxillus chinensis (DC.) Danser는 광범위하게 사용되는 약용 관목입니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 7744(2022) 이 기사 인용

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Taxillus chinensis (DC.) Danser는 전통 및 현대 의학 시스템에서 광범위하게 사용되는 약용 관목입니다. 다년생 반기생식물로 기생율이 낮아 인위적인 번식이 어렵다. 기생 식물의 성공적인 기생은 조직을 융합하고 혈관계를 숙주 혈관계에 연결하여 숙주 식물에서 물, 당분 및 영양분을 효율적으로 회수할 수 있는 생리학적 다리를 구축하는 것입니다. 내생균은 생리학적 가교의 핵심 형성 과정인 세포벽 분해 및 융합에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되었습니다. 따라서 본 연구에서는 다양한 기주의 T. chinensis로부터 내생균을 분리한 후, guaihuol과 셀룰로오스 분해 능력으로 구성된 배지를 사용하여 세포벽의 주요 구성 요소를 분해할 수 있는 미생물을 선별해냈습니다. 결과는 리그노셀룰로오스 분해에 대한 높은 효소 활성을 갖는 T. chinensis의 72개 내생균으로부터 5개 균주가 선별되었음을 보여주었다. 5개 균주의 락카제 및 셀룰라제 활성은 7일째에 최고조에 이르렀고, 이 두 효소의 가장 높은 효소 활성은 균주 P6에서 각각 117.66 및 1.66 U/mL로 발견되었습니다. 균주 4의 망간 퍼옥시다제 및 균주 N6의 리그닌 퍼옥시다제는 또한 7일에 최고치에 도달했으며 효소 활성이 각각 11.61 및 6.64 U/mL로 5개 균주 중에서 가장 높았습니다. 균주 4, 15, 31, N6 및 P6은 형태학적 및 분자생물학적 특성에 따라 각각 Colletotrichum sp., Nigerrospora sphaerica, Exserohilum sp., Diaporthephaseolorum 및 Pestalotiopsis sp.로 식별되었습니다. 내생균은 효율적인 세포벽 분해 효소를 분비하여 T. chinensis와 숙주 사이의 세포벽의 용해 및 이완을 촉진하여 T. chinensis의 기생에 기여할 수 있습니다.

Taxillus chinensis (DC.) 당나귀과에 속하는 당나귀는 주로 중국 남부와 남서부 지역에 분포합니다. T. chinensis의 잎이 달린 마른 줄기와 가지를 전통 한약재로 흔히 사용하는 성분으로 중국에서는 "상지성"이라 부른다. T. chinensis는 약용 가치가 높습니다. 류마티스 질환 완화, 간과 신장 강화, 힘줄과 뼈 강화, 낙태 예방에 사용됩니다1. T. chinensis는 다양한 숙주를 갖는 반기생 식물입니다2. 한편, T. chinensis는 중국에서 기생차를 만드는 원료로도 사용되는데, 이는 전통 중국 식품 건강차이며 동남아시아 30여 개국에 수출된다3. 따라서 T. chinensis의 엄청난 치료 잠재력으로 인해 세계 약초 시장에서 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다. 그러나 T. chinensis는 주로 야생 자원에서 추출되므로 증가하는 시장 수요를 완전히 충족할 수 없습니다. T. chinensis의 인공 재배는 시장 수요와 공급의 균형을 맞추는 효과적인 방법입니다.

그러나 T. chinensis는 다년생 반기생식물로 기생율이 낮아 인위적인 번식이 어렵다. 기생 식물에서 기생 성공의 필수 구성 요소는 숙주 세포벽을 융합하고 하우스토리엄(haustorium)으로 알려진 특수 기관에 의해 혈관계를 연결하여 생리학적 교량을 형성하는 능력입니다. 이를 통해 물과 영양분을 기생충으로 전달할 뿐만 아니라 mRNA8 및 단백질9을 포함한 거대분자도 전달할 수 있습니다. 따라서 숙주의 세포벽은 생리학적 가교 형성에 대한 첫 번째 장벽입니다. 흥미롭게도 연구에 따르면 하우스토리엄의 침투는 숙주 식물 세포에 심각한 손상을 일으키지 않는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, Striga hermonthica의 haustorium은 침투 중에 숙주 식물의 내피 세포 손상을 일으키지 않습니다. 이는 다양한 방법으로 달성될 수 있습니다. Orobanchaceae 계통의 대부분의 기생 식물에서 기생 과정에서 세포벽 분해와 관련된 많은 효소가 발견되었습니다 12,13. 예를 들어, 펙틴을 분해할 수 있는 펙틴 메틸 에스테라제는 Oroanche cumana Wallr의 하스토리움 천자 부위에서 발견됩니다. 및 Phelipanche aegyptiaca Pers.14. 트랜스글루카나제 활성을 갖는 딜라타제 및 효소와 같은 다른 세포벽 변형제는 WM-자일글루칸의 실새 감염 침투 기간 동안 최고조에 달하는 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 이러한 WM-자일글루칸 변형자의 억제는 성공적인 실새침공 가능성을 감소시켰습니다15. 따라서 세포벽 분해와 관련된 효소는 기생 과정에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 이들 효소의 기원은 더 이상 조사되지 않았습니다.