Published August 21, 2023 | Version v1
Publication Open

The b-ZIP transcription factor, FgBzip16, is essential for fungal development, ascospore discharge, and pathogenicity by modulating fatty acid metabolism in Fusarium graminearum

Creators

  • 1. Yangzhou University
  • 2. Zhengzhou University
  • 3. China Rural Technology Development Center
  • 4. Ministry of Agriculture and Rural Affairs

Description

Abstract Fusarium graminearum is an economically devastating pathogen that causes cereal worldwide. The plant disease cycle involves sexual reproduction, with the perithecium playing a crucial role in overwintering and the discharge of ascospores. Although fatty acid biosynthesis and metabolism are linked to perithecium formation and ascospore discharge, the regulation of these processes remains largely unknown. In this study, we identified and characterized FgBZIP16 , as a basic leucine zipper (b-ZIP) transcription factor, in F. graminearum . Targeted gene deletion revealed that FgBzip16 is important for vegetative growth, asexual/sexual development, and plant infection. Cytological observations revealed that FgBzip16 was localized in the nucleus during the hyphal and conidial stages. FgBzip16 is essential for ascospore discharge, with transcriptomics and molecular biology showing it binds to the promoter of its target genes FGSG_05321 and FGSG_03244 , which regulate ascospore discharge by encoding fatty acid synthase subunit alpha-reductase and enoyl hydratase, respectively. Altogether, these results constitute the first report of the specific functions associated with b-ZIP transcription factor FgBzip16, linking its regulatory roles to fungal development, fatty acid accumulation, and metabolism, host penetration, and pathogenicity of F. graminearum .

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلاصة الفيوزاريوم النحوي هو أحد مسببات الأمراض المدمرة اقتصاديًا التي تسبب الحبوب في جميع أنحاء العالم. تتضمن دورة المرض النباتي التكاثر الجنسي، حيث يلعب البريثيسيوم دورًا حاسمًا في الإفراط في الشتاء وتصريف الأسكوسبورات. على الرغم من أن التخليق الحيوي للأحماض الدهنية والتمثيل الغذائي مرتبطان بتكوين البريتسيوم وتفريغ الأسكوسبور، إلا أن تنظيم هذه العمليات لا يزال غير معروف إلى حد كبير. في هذه الدراسة، حددنا ووصفنا FgBZIP16، كعامل نسخ أساسي لسحاب الليوسين (b - ZIP)، في F. graminearum . كشف الحذف الجيني المستهدف أن FgBzip16 مهم للنمو الخضري، والتطور اللاجنسي/الجنسي، والعدوى النباتية. كشفت الملاحظات الخلوية أن FgBzip16 كان موضعيًا في النواة خلال المرحلتين الخيشومية والكونيدية. FgBzip16 ضروري لتفريغ الأسكوسبور، مع علم النسخ وعلم الأحياء الجزيئي الذي يوضح أنه يرتبط بمروج جيناته المستهدفة FGSG _05321 و FGSG _03244، والتي تنظم تفريغ الأسكوسبور عن طريق ترميز وحدة تخليق الأحماض الدهنية الفرعية ألفا- ريدوكتاز وإنويل هيدراتاز، على التوالي. وإجمالاً، تشكل هذه النتائج التقرير الأول عن الوظائف المحددة المرتبطة بعامل النسخ b - ZIP FgBzip16، الذي يربط أدواره التنظيمية بالتطور الفطري، وتراكم الأحماض الدهنية، والتمثيل الغذائي، واختراق المضيف، والإمراضية لـ F. graminearum .

Translated Description (French)

Résumé Le Fusarium graminearum est un agent pathogène économiquement dévastateur qui cause des céréales dans le monde entier. Le cycle des maladies des plantes implique une reproduction sexuée, le périthécium jouant un rôle crucial dans l'hivernage et la décharge des ascospores. Bien que la biosynthèse et le métabolisme des acides gras soient liés à la formation du périthécium et à l'écoulement des ascospores, la régulation de ces processus reste largement inconnue. Dans cette étude, nous avons identifié et caractérisé FgBZIP16, comme facteur de transcription basique de la fermeture éclair à leucine (b-ZIP), chez F. graminearum . La suppression ciblée du gène a révélé que FgBzip16 est important pour la croissance végétative, le développement asexué/sexuel et l'infection des plantes. Les observations cytologiques ont révélé que FgBzip16 était localisé dans le noyau pendant les stades hyphes et conidiens. FgBzip16 est essentiel pour la décharge des ascospores, la transcriptomique et la biologie moléculaire montrant qu'il se lie au promoteur de ses gènes cibles FGSG_05321 et FGSG_03244 , qui régulent la décharge des ascospores en codant pour les sous-unités alpha-réductase et énoyl hydratase de la synthase d'acides gras, respectivement. Ensemble, ces résultats constituent le premier rapport sur les fonctions spécifiques associées au facteur de transcription b-ZIP FgBzip16, reliant ses rôles régulateurs au développement fongique, à l'accumulation d'acides gras et au métabolisme, à la pénétration de l'hôte et à la pathogénicité de F. graminearum .

Translated Description (Spanish)

Resumen El Fusarium graminearum es un patógeno económicamente devastador que causa el cereal en todo el mundo. El ciclo de la enfermedad de las plantas implica la reproducción sexual, con el peritecio desempeñando un papel crucial en la hibernación y la descarga de ascosporas. Aunque la biosíntesis y el metabolismo de los ácidos grasos están relacionados con la formación de peritecio y la descarga de ascosporas, la regulación de estos procesos sigue siendo en gran parte desconocida. En este estudio, identificamos y caracterizamos FgBZIP16, como un factor de transcripción básico de cremallera de leucina (b-ZIP), en F. graminearum . La deleción génica dirigida reveló que FgBzip16 es importante para el crecimiento vegetativo, el desarrollo asexual/sexual y la infección de las plantas. Los resultados citológicos revelaron que FgBzip16 se localizaba en el núcleo durante las etapas hifal y conidial. FgBzip16 es esencial para la descarga de ascosporas, con transcriptómica y biología molecular que muestran que se une al promotor de sus genes diana FGSG_05321 y FGSG_03244 , que regulan la descarga de ascosporas codificando la subunidad alfa-reductasa de la ácido graso sintasa y enoil hidratasa, respectivamente. En conjunto, estos resultados constituyen el primer informe de las funciones específicas asociadas con el factor de transcripción b-ZIP FgBzip16, vinculando sus funciones reguladoras al desarrollo fúngico, la acumulación de ácidos grasos y el metabolismo, la penetración del huésped y la patogenicidad de F. graminearum .

Files

s42483-023-00190-0.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9d711f3d805aaea3ae052c6d3dbf10f4
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يعد عامل نسخ b - ZIP، FgBzip16، ضروريًا للتطور الفطري وتفريغ بوغ الصدفية والتسبب في الأمراض عن طريق تعديل استقلاب الأحماض الدهنية في الفيوزاريوم الغرامينياروم
Translated title (French)
Le facteur de transcription b-ZIP, FgBzip16, est essentiel pour le développement fongique, l'écoulement des ascospores et la pathogénicité en modulant le métabolisme des acides gras dans Fusarium graminearum
Translated title (Spanish)
El factor de transcripción b-ZIP, FgBzip16, es esencial para el desarrollo fúngico, la descarga de ascosporas y la patogenicidad al modular el metabolismo de los ácidos grasos en Fusarium graminearum

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4386029416
DOI
10.1186/s42483-023-00190-0

Is supplement to
https://openalex.org/W2966425703 (Other)
https://openalex.org/W2910152880 (Other)
https://openalex.org/W2609789315 (Other)
https://openalex.org/W2604726463 (Other)
https://openalex.org/W2190841256 (Other)
https://openalex.org/W2168017728 (Other)
https://openalex.org/W2155096859 (Other)
https://openalex.org/W2092141871 (Other)
https://openalex.org/W2092077277 (Other)
https://openalex.org/W2083008863 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1549962797
  • https://openalex.org/W1562268234
  • https://openalex.org/W1581161169
  • https://openalex.org/W1932197330
  • https://openalex.org/W1966730643
  • https://openalex.org/W1969353942
  • https://openalex.org/W1981526282
  • https://openalex.org/W1981791375
  • https://openalex.org/W1984984320
  • https://openalex.org/W1991441773
  • https://openalex.org/W1998793813
  • https://openalex.org/W2006904944
  • https://openalex.org/W2011990189
  • https://openalex.org/W2024549899
  • https://openalex.org/W2025178218
  • https://openalex.org/W2026273381
  • https://openalex.org/W2037391059
  • https://openalex.org/W2038733265
  • https://openalex.org/W2048297896
  • https://openalex.org/W2052560000
  • https://openalex.org/W2060730238
  • https://openalex.org/W2065033423
  • https://openalex.org/W2069803289
  • https://openalex.org/W2072896969
  • https://openalex.org/W2076613576
  • https://openalex.org/W2089954309
  • https://openalex.org/W2098029575
  • https://openalex.org/W2098846611
  • https://openalex.org/W2124603595
  • https://openalex.org/W2133335149
  • https://openalex.org/W2137374091
  • https://openalex.org/W2137917513
  • https://openalex.org/W2143242138
  • https://openalex.org/W2143653191
  • https://openalex.org/W2146112868
  • https://openalex.org/W2154431984
  • https://openalex.org/W2154965871
  • https://openalex.org/W2167933269
  • https://openalex.org/W2169315906
  • https://openalex.org/W2593116355
  • https://openalex.org/W2754205636
  • https://openalex.org/W2789558620
  • https://openalex.org/W2898118864
  • https://openalex.org/W2914224925
  • https://openalex.org/W2921047139
  • https://openalex.org/W2944045711
  • https://openalex.org/W2985582140
  • https://openalex.org/W2989140497
  • https://openalex.org/W3008047374
  • https://openalex.org/W3101452385
  • https://openalex.org/W3120144462
  • https://openalex.org/W4200482979
  • https://openalex.org/W4240151461