Ученые раскрыли механизм регуляции реакций соевой цистообразующей нематоды на химические сигналы
Соевая цистообразующая нематода (SCN, Heterodera glycines Ichinohe) — разрушительный патоген сои. Инфекционные личинки нематод используют фитохимические сигналы (полуохимикаты), выделяемые в ризосферу, как важные ориентиры для поиска, локализации и проникновения в хозяина.
Нарушение сигналов, направляющих нематод к хозяину, — перспективный подход для борьбы с нематодами в почве. Привлечение и отталкивание нематод химическими сигналами тесно связано с их хемосенсорной системой.
На основе полногеномного секвенирования транскриптома исследовательская группа под руководством профессора Ван Цунли из Северо-Восточного института географии и агроэкологии Китайской академии наук выбрала соевую цистообразующую нематоду в качестве модели для изучения поведения фитопаразитических нематод и изменений экспрессии генов в ответ на кислые и щелочные значения pH, а также солевые сигналы.
Исследование опубликовано в Journal of Agricultural & Food Chemistry.
Секвенирование транскриптома показало, что было идентифицировано 3 972 новых гена и 29 529 новых транскриптов. Структурные вариации последовательности во время или после транскрипции могут быть связаны с поведенческим ответом нематоды.
Функциональный анализ 1 817 / 4 962 дифференциально экспрессируемых генов (DEGs) показал, что пути передачи сигналов, включая трансмембранные рецепторы, ионные каналы и переносчики Ca2+, были активированы, но пути, участвующие в развитии нематод (например, рибосома) и производстве энергии (например, окислительное фосфорилирование), были подавлены.
Активированные трансмембранные G-белок-сопряженные рецепторы включали хеморецептор Srsx, Wnt-рецептор MOM-5 (frizzled 1/7), дофаминовый рецептор F59.D12.1, рецептор нейропептида 18, M3 ацетилхолиновый рецептор и рецептор гормона тиреотропина.
Кроме того, никотиновый ацетилхолиновый рецептор, β-субъединица рецептора γ-аминомасляной кислоты и рецептор гуанилатциклазы 18 могут регулировать ионные каналы, в то время как ионные переносчики Ca2+-АТФаза плазматической мембраны, потенциал-зависимый кальциевый канал и канал транзиентного рецепторного потенциала TRP-1 (TRPC4) также были активированы.
Активация рецепторов и подавление роста и развития указывают на то, что нематоды поддерживают энергетический баланс, регулируя метаболические пути в благоприятных условиях. Это также объясняет, почему болезнь соевой цистообразующей нематоды особенно тяжела в кислых, щелочных или засоленных почвах.
Был установлен регуляторная модель реакции на стимуляцию pH и ионами соли путем комбинации анализа DEGs и белок-белковых взаимодействий. Результаты модели предполагают, что идентифицированные рецепторы и ионные каналы могут быть потенциальными мишенями для нематоцидов для контроля фитопаразитических нематод или для разработки лекарств против паразитических нематод человека и животных.