Guenther JC, Hallen-Adams HE, Shachar-Hill Y, and Trail F. (2009) Triacylglyceride metabolism by Fusarium graminearum during colonization and sexual development on wheat. Molecular Plant-Microbe Interactions 22:1492-1503.
: Gibberella zeae는 맥류의 붉은곰팡이병, 벼의 이삭마름병, 옥수수의 이삭 및 줄기썩음병과 그밖에 많은 식물에 뿌리썩음병을 야기하여 작물의 수확을 감소시킬 뿐만 아니라 곰팡이독소를 생성하여 인축에 치명적인 중독증을 초래한다. 이러한 G. zeae는 월동을 위해 식물체 표면에 유성생식의 구조체인 자낭각을 만들고 각 자낭각안에 자낭포자를 생성한다. 이 후 자낭포자는 자낭각으로부터 분출되어 식물체의 개화기에 1차 전염원으로서 식물병 발생에 중요한 역할을 한다. 그러므로 자낭각의 형성과 자낭포자의 분출에 대한 연구는 병 방제를 위한 target으로 많은 연구자들에 의해 각광 받고 있다. 유성생식에 더하여 곰팡이에서 지질은 내한성, 세포벽의 유동성, 탄소의 수송, 식물체-병원균과의 상호관계, 신호전달체계 등 다양한 발달단계에 역할을 하기에 지질의 합성 및 이용 역시 병 방제를 위한 주요 target 이다. 본 연구에서 연구자들은 자낭각 형성 시 만들어지는 지방산에 대한 정량, 정성적 분석을 수행하였다. 그 결과 자낭각 형성 시 총 중량의 7.5%까지 지질을 축적하였으며 이들은 triacylglycerides(TAG) 형태로 존재하는 것으로 밝혀졌다. 지방산은 주로 C18:1, C18:2, C16:0으로 이루어졌으며 lipid body 형태로 균사에 축적되는 것을 관찰하였다. 이러한 화학적 분석과 함께 유성생식에 관련된 유전자들 특히, 지질의 합성과 관련된 유전자들을 동정하기 위해 유성생식 각 단계별로 microarray 실험과 qRT-PCR을 수행한 결과 실제로 유성생식을 준비하는 단계와 초기 단계에서 ATP citrate lyase, acetyl CoA carboxylase, fatty acid synthase 등과 같이 지질의 합성에 직접적으로 관여 할 것으로 예상되는 유전자들이 동정되었다. 이와 함께 유성생식 중, 후반단계에서는 지질 분해 및 이용에 관여할 것으로 예상되는 lipase 유전자들이 동정되었다. 또한 G. zeae가 지질 합성 시 이용하는 주요 탄소원이 sucrose임을 식물체와 인공배지 상에서 화학분석을 통해 명확하게 밝혀냈다. 결국 G. zeae가 유성생식을 하기 위해서는 지질의 축적이 필요하며 비단 유성 생식뿐 아니라 여러 곰팡이의 발달단계에 관여하는 지질의 합성 및 이용은 본 연구에서 동정된 유전자들에 의해 조절 될 가능성이 높다. 또한 식물체의 주 탄소원인 sucrose에 의해 지질 합성이 주로 이루어지므로 sucrose 대사 이후 지질의 합성, 이용 등에서 곰팡이 특이적으로 작용하는 유전자들은 병 방제를 위한 target이 될 수 있다. 본 연구는 G. zeae 유성생식 연구에 있어서의 몇 가지 정황적인 사실들을 식물체를 이용하여 보여준 첫 사례이며 정확한 정량, 정성적인 분석을 더함으로써 후속 G. zeae 유성생식 연구에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
