研究人员已经确定了根系穿透和定殖的物理机制 尖孢镰刀菌本研究调查了与番茄及其他作物枯萎病相关的维管束病原体。研究采用了相衬X射线显微计算机断层扫描和先进显微镜技术。这种方法能够以三维形式可视化根系侵染的各个阶段，而这些阶段以往使用传统技术难以观察到。
该研究分析了以下两者之间的相互作用 尖孢镰刀菌 F。 sp。 番茄 和番茄根（番茄茄作者观察到类似附着胞的球状结构（附着胞样结构）。这些结构产生细长的侵染性菌丝，能够穿透表皮细胞并穿过根部内部空间。
感染的解读
科学家解释说，这一发现改变了人们对土壤维管束病原体感染的解读。文献中描述了叶部病原体中典型的附着胞，例如…… 稻瘟病菌该研究表明存在类似的结构性功能结构 尖孢镰刀菌即使没有传统的紧固件。
微型断层扫描显示，接种三天后宿主组织上已出现明显的真菌定殖。到第五天，研究人员记录到真菌生物量增加和气腔形成。这些气腔与菌丝的存在相关。文章将这一过程与组织完整性的丧失以及对水分运输的物理干扰联系起来。
这种真菌表现出极强的形态可塑性。研究表明，直径通常为 4 至 6 微米的菌丝能够穿过窄至 220 纳米的通道。这种直径缩小幅度超过了初始直径的 20 倍。研究人员在聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控装置、具有特定孔径的尼龙膜以及无孔的玻璃纸屏障中测试了这种能力。
入侵机制
研究结果表明，该菌的侵染机制依赖于机械力。纤维素酶活性缺陷的突变体能够穿过无孔的玻璃纸膜。因此，作者得出结论，仅靠纤维素的酶促降解不足以解释表面破裂。该研究认为，菌丝黏附、侵染性菌丝的形成以及机械力的产生起着至关重要的作用。
菌丝主要通过细胞间隙进行定殖。受感染根部的图像显示细胞间连接处存在细菌丝，并伴有局部细胞壁分离。共聚焦显微镜证实了细胞间隙中存在菌丝网络。在相同的采集条件下，未接种的对照组未检测到真菌信号。
三个 MAPK 瀑布
该研究还描述了三种 MAPK 级联反应的作用。Fmk1 通路调控附着胞样结构的形成和力依赖性侵染。fmk1Δ 突变体几乎没有内部定殖，仅限于根表面。与野生型相比，这些突变体的真菌生物量减少了 99%。
Hog1信号通路在狭窄空间定殖过程中的渗透压适应中发挥作用。Hog1Δ突变体能够穿透表面，但定殖效率降低。随着孔径减小和渗透压偏离等渗条件，这种限制作用更加显著。
Mpk1通路参与引导细菌向维管组织生长。mpk1Δ突变体的总菌落体积与野生型接近，但诱导了更多气腔的形成，且维管组织定植程度较低。本文将这种现象与宿主信号引导方向的丧失联系起来。
科学家提出了一个逐步推进的模型。Fmk1 控制黏附和侵染。Hog1 使病原体能够在受限环境中经历极端的菌丝重塑而存活。Mpk1 引导病原体向木质部生长。这一系列反应使病原体能够穿过根部的物理屏障并侵入根系内部组织。
这项研究指出了对抗维管束枯萎病的潜在靶点。该研究着重探讨了与侵染相关的信号通路和机械过程，而不仅仅关注细胞壁降解酶。
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