Ascochyta (Mycosphaerella) ärtskimmel, orsakad av Mycosphaerella pinodes, är en av de viktigaste sjukdomarna hos baljväxter världen över. Trots de ekonomiska konsekvenserna och många studier om denna sjukdom, lite är känt om de cytologiska egenskaperna under infektion, speciellt vid resistenta interaktioner. En anledning är bristen på resistenta sorter av ärter, samt de tillgängliga resurserna i Pisums bakterieplasmasamling med stark resistens mot denna sjukdom.

Kazuhiro Toyoda och kollegor vid Okayama University undersökte histologin och ultrastrukturen av tidiga infektionshändelser och svamputveckling, inklusive penetration av appressoria, vegetativ tillväxt av infektionshyfer och värdsvar, använder ett nyligen utvecklat modellpatosystem som involverar Medicago truncatula och M. pinodes stam OMP-1 (Toyoda et al., 2013).

På den mottagliga ekotypen R108-1, pycnosporer grodde och växte över ytan av epidermis, bildade sedan en appressoria och penetrerade nagelbandet. Under nagelbandet, infektionspinnen expanderade till en hyfer som växte inuti den yttre väggen av epidermis. Senare, hyferna trängde ner i mesofyllcellerna och prolifererade kraftigt, bildar så småningom asexuella fruktkroppar (pyknidier) (Fig. 1).

I kontrast, framgångsrik penetration och efterföljande tillväxt av infektionshyfer var avsevärt begränsade i ekotypen Kalif (Fig. 2). Intressant, avvikande hyfer som intrahyfer och döda hyfer, på grund av ett lokalt försvar framkallat av svampen, fanns rikligt i kalif men inte i R108-1. Detekteras genom dess reaktion med ceriumklorid (CeCl3) för att generera elektrontäta ceriumperhydroxider i transmissionselektronmikrofotografier, väteperoxid (H2O2) ackumulerats i epidermala och mesofyllceller hos kalifen utmanade med pycnosporer av M. pinodes. Denna intracellulära lokalisering bekräftades genom energispridande röntgen (EDX) spektroskopi (Fig. 3). Dessa observationer indikerar således att den oxidativa burst-reaktionen som leder till generering av reaktiva syrearter är associerad med ett lokalt värdförsvarssvar i Caliph, eftersom ingen tydlig H2O2-ackumulering kunde detekteras i mottaglig R108-1.

Forskarna drar slutsatsen att de strukturella avvikelserna sannolikt är vanliga mekanismer för svampar för skydd från en fientlig miljö i en resistent värd via inneslutning av en annan hyfer. De strukturella skillnaderna mellan känsliga och resistenta interaktioner samt värdsvaren kommer att hjälpa till att bättre förstå patogenesen hos svampen på ärter, vilket ger information om förädlingen av de resistenta sorterna av ärter.