Boenisch MJ, Schafer W. (2011) Fusarium graminearum forms mycotoxin producing infection structures on wheat. BMC Plant Biology 11:110.
: 붉은곰팡이 Fusarium graminearum이 어떻게 기주인 식물체에 침입하고 방어체계를 무력화 시키는지는 많은 연구자들의 관심 있는 주제이다. 특히 F. graminearum은 기주에 감염 시 인축에 유해한 곰팡이독소를 분비하는데 독소의 기능에 대해서는 이전부터 많은 연구와 논의가 있었다. 특히 trichothecenes 계열에 속하는 독소인 deoxynivalenol (DON)은 병원성에 중요한 역할을 한다는 것이 1996년 MPMI 저널에 게재된 Desjardins의 연구로 밝혀졌다. 2005년 PNAS에 게재된 Jansen의 연구에선 균사를 형광단백질로 표지 한 뒤 공초점현미경을 이용하여 균사가 식물 세포를 침투하는 모습을 선명하게 관찰하였다. 이 연구에서 DON 독소가 식물의 방어기작을 무력화하여 기주 내에서 균사가 쉽게 전반되도록 도와준다는 것을 보여주었다. Boenisch를 비롯한 연구자들이 2011년에 발표한 이번 연구는 F. graminearum이 기주 내에서 독소를 분비하는 특수한 균사구조를 만든다는 것을 처음으로 발견하였다. 저자들은 다양한 종류의 현미경 기술을 이용하여 밀의 floret 표면에서 곰팡이가 침입구조를 만드는 것을 관찰하였다. Infection cushion이라 불리는 이 구조는 균사들이 뭉쳐있는 듯한 모습을 갖고 있으며, 단단한 식물체 표면을 뚫고 내부로 들어가기 위해 만드는 것으로 보인다. 이들은 또한 독소생합성에 중요한 유전자 TRI5의 프로모터에 GFP 유전자를 융합하여, TRI5의 발현을 GFP 형광으로 관찰하였다. 그 결과 TRI5의 발현이 이 infection cushion 구조에서 강하게 나타났다. 즉 F. graminearum은 식물체 표면에서 침입을 시작할 때부터 DON 독소를 합성하고 분비하여 식물체의 초기 방어를 억제하고 세포의 괴사를 일으킨다는 것이다. 이 연구는 단순히 균사가 식물체를 뚫고 들어갈 것이라는 기존의 생각과 다르게 F. graminearum이 식물체 표면에서 특수한 침입구조를 만든다는 증거를 처음으로 제시하였다. 또한 병원성 인자인 DON 독소가 감염초기부터 식물체 표면의 infection cushion에서 합성된다는 점은 매우 흥미롭다. 이번 연구결과는 현재 활발히 진행되고 있는 F. graminearum의 병원성 연구에 새로운 방향을 제시했다.
