Zhang XW, Jia LJ, Zhang Y, Jiang G, Li X, Zhang D, Tang WH. (2012) In planta stage-specific fungal gene profiling elucidates the molecular strategies of Fusarium graminearum growing inside wheat coleoptiles. The Plant Cell 24(12):5159-5176.
: 그간의 연구에서 cell wall-degrading enzymes (CWDEs)이나 곰팡이 독소인 deoxynivalenol(DON)등이 붉은곰팡이 Fusarium graminearum의 병원성에 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있었다. 그러나 이러한 물질들이 병원균의 기주 식물 내 증식과정에서 어느 시기에 어떠한 일련의 과정으로 작용하는지는 잘 알려지지 않았다. 이 논문에서는 F. graminearum의 기주 식물 내 유전자 발현을 laser microdissection과 microarray를 이용하여 측정하고 이를 개별의 과정으로 나누어 분석함으로써 F. graminearum의 병원성에 대한 새로운 시각을 제공하였다. 이 연구에서는 병원균의 유전자 발현 양상을 식물체 내 침입과정을 나타내는 접종 후 16시간(16 HAI: covert penetration), 40시간(40 HAI: rapid proliferation), 64시간(64 HAI: overt destruction)이 경과하였을 때로 나누어서 분석하였다. 연구진들은 식물체 내에서 병원균이 성장하는 과정에서 우선적으로 발현되는 총 344개의 유전자를 발견하였다. 이들 중 CWDEs에 관련이 있을 것이라고 추정되는 134개의 유전자의 발현을 시간 별로 분석한 결과, 이들 유전자의 발현은 감염 초기 세포벽 구성성분의 주 사슬을 분해하는 효소들이 발현되는 시기(covert penetration)와 감염이 진행된 후 곁 사슬을 분해하는 효소들을 포함한 대규모의 효소발현 시기(overt destruction)로 2 단계에 걸쳐 이루어진다고 분석하였다. 뿐만 아니라 reactive oxygen species (ROS) 관련 유전자와 1차 대사과정 관련 유전자 그리고 2차 대사산물 합성 유전자의 발현 양상을 각각의 단계 별로 분석하였다. 이러한 결과들을 통해 이 논문에서는 병원균이 식물체에 침입하여 그 안에서 증식하는 과정에서 이미 그 중요성은 잘 알려진 CWDEs와 독소와 같은 물질들을 어떠한 감염 단계에 따라 조절하는지에 대해 기술하였다. 이 논문은 병원균이 초기 침입 단계에서 본격적인 식물체의 감염 단계로 나아갈 때 병원성 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 서로 다른 전략을 사용한다는 분석결과를 제시하였다.
