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May 24, 2024

Effetti dei funghi endofiti sul processo parassitario del Taxillus chinensis

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 7744 (2022) Cita questo articolo 1514 Accessi 1 Citazioni 1 Altmetric Dettagli metriche Taxillus chinensis (DC.) Danser è un arbusto medicinale ampiamente utilizzato

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 7744 (2022) Citare questo articolo

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Il Taxillus chinensis (DC.) Danser è un arbusto medicinale ampiamente utilizzato nei sistemi medicinali tradizionali e moderni. È una pianta emiparassita perenne, difficile da propagare artificialmente a causa del suo basso tasso di parassiti. Il parassitismo riuscito delle piante parassite consiste nel fondere i loro tessuti e collegare il loro sistema vascolare a quello ospite costruendo un ponte fisiologico, che può prelevare in modo efficiente acqua, zuccheri e sostanze nutritive dalle piante ospiti. È stato riferito che i funghi endofiti svolgono un ruolo importante nella degradazione e nella fusione della parete cellulare, che è il processo chiave di formazione del ponte fisiologico. Pertanto, in questo studio, sono stati isolati i funghi endofiti di T. chinensis di diversi ospiti, e quindi gli organismi che potrebbero degradare i principali componenti delle pareti cellulari sono stati selezionati utilizzando un terreno costituito da guaihuolo e capacità di degradazione della cellulosa. I risultati hanno mostrato che sono stati selezionati cinque ceppi di 72 funghi endofiti di T. chinensis che presentano elevate attività enzimatiche per la degradazione lignocellulosica. Le attività della laccasi e della cellulasi di cinque ceppi hanno raggiunto i loro picchi al giorno 7, e le attività enzimatiche più elevate di questi due enzimi sono state riscontrate nel ceppo P6, che era rispettivamente di 117,66 e 1,66 U/mL. Anche la perossidasi di manganese del ceppo 4 e la perossidasi di lignina del ceppo N6 hanno raggiunto i loro picchi al giorno 7 ed erano i più alti tra i 5 ceppi, con attività enzimatiche di 11,61 e 6,64 U/mL, rispettivamente. I ceppi 4, 15, 31, N6 e P6 sono stati identificati come Colletotrichum sp., Nigerrospora sphaerica, Exserohilum sp., Diaporthephaseolorum e Pestalotiopsis sp., rispettivamente, in base alle loro proprietà morfologiche e di biologia molecolare. I funghi endofiti possono secernere efficienti enzimi di degradazione della parete cellulare, che promuovono la dissoluzione e il rilassamento della parete cellulare tra T. chinensis e l'ospite, contribuendo così al parassitismo di T. chinensis.

Taxillus chinensis (DC.) Danser appartenente alla famiglia delle Loranthaceae è distribuito principalmente nelle zone meridionali e sud-occidentali della Cina. Gli steli secchi e i rami con foglie di T. chinensis sono ingredienti comunemente usati nella medicina tradizionale cinese e in Cina sono chiamati “Sang Ji Sheng”. T. chinensis ha un alto valore medicinale. Viene utilizzato per alleviare i disturbi reumatici, rinforzare il fegato e i reni, rafforzare i tendini e le ossa e prevenire gli aborti1. T. chinensis è una pianta emiparassita con ospiti diversi2. Nel frattempo, il T. chinensis viene utilizzato anche come materia prima per la produzione del tè antiparassitario in Cina, che è un tradizionale tè alimentare cinese e viene esportato in quasi 30 paesi nel sud-est asiatico3. Pertanto, la domanda di T. chinensis è in costante aumento nel mercato erboristico globale a causa del suo immenso potenziale terapeutico. Tuttavia, il T. chinensis deriva principalmente da risorse selvatiche, che non possono soddisfare pienamente la crescente domanda del mercato. La coltivazione artificiale di T. chinensis è una misura efficace per bilanciare la domanda e l'offerta del mercato.

Tuttavia, T. chinensis è una pianta emiparassita perenne, difficile da propagare artificialmente a causa del suo basso tasso di parassiti. Una componente essenziale del successo parassitario nelle piante parassite è la capacità di fondere le pareti delle cellule ospiti e collegare il sistema vascolare tramite un organo specializzato noto come austorio, formando così un ponte fisiologico4,5,6,7. Ciò consente il trasferimento nel parassita non solo di acqua e sostanze nutritive, ma anche di macromolecole, inclusi mRNA8 e proteine9. Pertanto, la parete cellulare dell'ospite costituisce la prima barriera alla formazione di un ponte fisiologico. È interessante notare che gli studi hanno scoperto che la penetrazione dell'austorio non causa danni significativi alle cellule vegetali ospiti. Ad esempio, l'austorio di Striga hermonthica non provoca danni alle cellule dell'endoderma della pianta ospite durante la penetrazione10,11,12. Ciò può essere ottenuto in diversi modi. Nella maggior parte delle piante parassite della famiglia delle Orobanchaceae, nel processo parassitario sono stati riscontrati un gran numero di enzimi legati alla degradazione della parete cellulare12,13. Ad esempio, la pectina metil esterasi, che può degradare la pectina, si trova nei siti di puntura dell'hastorio di Oroanche cumana Wallr. e Phelipanche aegiziaca Pers.14. È stato dimostrato che altri modificatori della parete cellulare, come le dilatasi e gli enzimi con attività transglucanasica, raggiungono il picco durante il periodo di penetrazione dell'infezione della cuscuta da parte del WM-xilglucano. Al contrario, l’inibizione di questi modificatori del WM-xilglucano ha ridotto la possibilità di successo dell’invasione della cuscuta15. Pertanto, gli enzimi legati alla degradazione della parete cellulare svolgono un ruolo importante durante il processo parassitario. Tuttavia, l’origine di questi enzimi non è stata ulteriormente esplorata.