FgPEX1とFgPEX10は、Woronin体の維持とFusarium graminearumの完全な病原性を維持するために必要とされる

FgPEX1 and FgPEX10 are required for the maintenance of Woronin bodies and full virulence of Fusarium graminearum.

• Li Zhang
• Chunjie Liu
• Lina Wang
• Shaohua Sun
• Aixin Liu
• Yuancun Liang
• Jinfeng Yu
• Hansong Dong

抄録

ペルオキシソームは、真核生物の細胞内で様々な生化学的機能を果たすユビキタスな単膜結合小器官である。ペルオキシソームの生合成に関与するタンパク質は、総称してペルオキシンと呼ばれている。現在のところ、植物病原性真菌のペルオキシソーム生合成に関わるタンパク質の多くは、その機能が十分に理解されていない。本研究では、植物病原性真菌Fusarium graminearumにおいて、酵母ScPEX1とScPEX10のオルソログであるFgPEX1とFgPEX10の同定を行った。FgPEX1とFgPEX10の機能的特徴を明らかにするために、我々はFgPEX1とFgPEX10の欠失変異体（ΔPEX1とΔPEX10）を遺伝子置換戦略を用いて構築した。また、FgPEX1とFgPEX10を欠失させると、アセチル-CoAが不足することがわかった。さらに、ΔPEX1およびΔPEX10は、脂質滴の蓄積および内因性活性酸素の増加を示した。さらに、FgPEX1およびFgPEX10は、細胞壁の完全性およびWoronin体の維持に関与していることが明らかになった。

Peroxisomes are ubiquitous single-membrane-bound organelles that perform a variety of biochemical functions in eukaryotic cells. Proteins involved in peroxisomal biogenesis are collectively called peroxins. Currently, functions of most peroxins in phytopathogenic fungi are poorly understood. Here, we report identification of PEX1 and PEX10 in the phytopathogenic fungus, Fusarium graminearum, namely FgPEX1 and FgPEX10, the orthologs of yeast ScPEX1 and ScPEX10. To functionally characterize FgPEX1 and FgPEX10, we constructed deletion mutants of FgPEX1 and FgPEX10 (ΔPEX1 and ΔPEX10) by targeting gene-replacement strategies. Our data demonstrate that both mutants displayed reduced mycelial growth, conidiation, and production of perithecia. Deletion of FgPEX1 and FgPEX10 resulted in a shortage of acetyl-CoA, which is an important reason for the reduced deoxynivalenol production and inhibited virulence of F. graminearum. Moreover, ΔPEX1 and ΔPEX10 showed an increased accumulation of lipid droplets and endogenous reactive oxygen species. In addition, FgPEX1 and FgPEX10 were found to be involved in the maintenance of cell wall integrity and Woronin bodies.