根結(jié)線蟲誘導(dǎo)的巨型細(xì)胞及其形成機(jī)制

劉銳 趙建龍 謝丙炎 李惠霞 茆振川

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730070; 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 蔬菜生物育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，設(shè)施蔬菜栽培面積得以迅速發(fā)展，但長(zhǎng)期連茬栽培為根結(jié)線蟲病等土傳病害的發(fā)生和危害提供了適宜的環(huán)境，導(dǎo)致根結(jié)線蟲病成為制約我國(guó)設(shè)施蔬菜發(fā)展的主要限制因素［1-2］。根結(jié)線蟲（Meloidogyne spp.）在全世界范圍分布廣泛、寄主種類多、危害嚴(yán)重，每年造成巨大的損失，是危害農(nóng)作物最嚴(yán)重的線蟲之一，被列為全球十大植物寄生線蟲之首位［3-5］。

根結(jié)線蟲病是作物生產(chǎn)中極難防治的病害。根結(jié)線蟲侵染寄主植物后，造成植物矮小、葉片發(fā)育不良、畸形，嚴(yán)重時(shí)整株萎蔫枯死［6］。據(jù)報(bào)道，根結(jié)線蟲超過(guò)100 種，危害數(shù)千種植物［4,7］，嚴(yán)重影響農(nóng)作物生產(chǎn)的有南方根結(jié)線蟲（M.incognica）、爪哇根結(jié)線蟲（M.javanica）、花生根結(jié)線蟲（M.arenaria）和象耳豆根結(jié)線蟲（M.enterolobii），其中以南方根結(jié)線蟲危害最為嚴(yán)重［8］。雖然每種根結(jié)線蟲有獨(dú)特的寄主范圍和偏好的環(huán)境條件，危害寄主的癥狀略有不同，但在寄主根部形成癭瘤或腫脹是它們的共同特征。在寄生的過(guò)程中，該類線蟲誘導(dǎo)植物根部微管細(xì)胞重新分化形成取食位點(diǎn)，即巨型細(xì)胞（細(xì)胞核分裂，細(xì)胞質(zhì)不分裂而形成多核的巨細(xì)胞），這些細(xì)胞是線蟲發(fā)育過(guò)程中唯一的取食來(lái)源［9］。因此，取食位點(diǎn)的形成和維持在根結(jié)線蟲侵染及發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文擬綜述根結(jié)線蟲誘導(dǎo)寄主植物形成巨型細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)研究進(jìn)展，及寄主植物的防御策略、線蟲-植物協(xié)同進(jìn)化等，以解析巨型細(xì)胞形成過(guò)程，進(jìn)一步揭示根結(jié)線蟲寄生的分子機(jī)制，為根結(jié)線蟲抗性育種及其有效防治開拓思路。

1 巨型細(xì)胞的形成和調(diào)控機(jī)制

1.1 巨型細(xì)胞的形成

根結(jié)線蟲以二齡幼蟲侵入植物后，在寄主中完成其整個(gè)生活史，一般在20-40 d 內(nèi)完成一個(gè)生命周期［10］。二齡幼蟲從寄主根部伸長(zhǎng)區(qū)穿透寄主植物，沿細(xì)胞間向下遷移至根尖，向分生組織移動(dòng)，最終進(jìn)入維管束圓柱體木質(zhì)部發(fā)育區(qū)［11］。二齡幼蟲通過(guò)口針穿刺一些寄主細(xì)胞，誘導(dǎo)這些細(xì)胞成為永久性取食位點(diǎn)。通常，根結(jié)線蟲的取食位點(diǎn)由5-8個(gè)細(xì)胞經(jīng)歷形態(tài)和生理的變化，成為根結(jié)線蟲的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)。Treub 根據(jù)其形態(tài)特征，于1886 年首次將其命名為巨型細(xì)胞（giant cells）。在20 世紀(jì)60 年代，通過(guò)光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)對(duì)植物寄主中誘導(dǎo)的取食位點(diǎn)的形態(tài)特征進(jìn)行了詳細(xì)的描述［12-13］。觀察發(fā)現(xiàn)，在寄主根部維管束內(nèi)巨型細(xì)胞形成的第一個(gè)證據(jù)是線蟲頭部附近出現(xiàn)雙核細(xì)胞［14］。隨后，巨型細(xì)胞前體細(xì)胞經(jīng)歷反復(fù)的核分裂但不進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂，使其大小為正常細(xì)胞的100 多倍［15］，新的有絲分裂周期與胞質(zhì)分裂解偶聯(lián)導(dǎo)致巨型細(xì)胞呈多核狀態(tài)［16］。通常巨型細(xì)胞核仁增大，質(zhì)膜面積增加，細(xì)胞質(zhì)變得致密，包括線粒體、質(zhì)體、核糖體、高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器大量富集，且呈漩渦狀排列［17］。隨著巨型細(xì)胞的形成，細(xì)胞中央液泡由開始時(shí)的大液泡變成許多小液泡，細(xì)胞壁也隨之增厚［18］。

1.1.1 巨型細(xì)胞的細(xì)胞壁 在侵染寄主的過(guò)程中，由于植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的限制和保護(hù)，根結(jié)線蟲首先要克服寄主細(xì)胞壁的物理和化學(xué)屏障，才能成功地侵入寄主細(xì)胞，并在組織中遷移。根結(jié)線蟲在建立取食位點(diǎn)時(shí)，巨型細(xì)胞的細(xì)胞壁會(huì)發(fā)生修飾，增厚、向內(nèi)生長(zhǎng)，并改變其成分，以滿足巨型細(xì)胞形成所需的物理和化學(xué)基礎(chǔ)。

在發(fā)育早期，巨型細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞壁的增厚。最初，細(xì)胞壁上出現(xiàn)許多小斑塊，隨著這些斑塊擴(kuò)大、合并，導(dǎo)致更大范圍的細(xì)胞壁增厚。但在成熟的巨型細(xì)胞中，細(xì)胞壁厚度是不均勻的，這表明在其發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁是不對(duì)稱分布［19］。通過(guò)高倍電子顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)增厚的細(xì)胞壁與初生細(xì)胞壁相似，未顯示出任何的特殊結(jié)構(gòu)，染色后也未表現(xiàn)出明顯變化［12,20-21］。在韌皮部細(xì)胞、維管柱薄壁細(xì)胞及其鄰近的不同組織內(nèi)的巨型細(xì)胞中，細(xì)胞壁均向內(nèi)分散生長(zhǎng)［19,22］。有研究發(fā)現(xiàn)，巨型細(xì)胞間存在胞間連絲，至少在兩個(gè)相鄰的巨型細(xì)胞之間的細(xì)胞壁中存在胞間連絲［18,22］。不過(guò)，也有研究發(fā)現(xiàn)擬南芥受南方根結(jié)線蟲侵染形成的巨型細(xì)胞，其細(xì)胞壁缺乏胞間連絲，而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是通過(guò)發(fā)育良好的細(xì)胞壁向內(nèi)生長(zhǎng)系統(tǒng)，以胞外增殖方式進(jìn)入巨型細(xì)胞［19］。擬南芥轉(zhuǎn)錄因子PUCH1 基因在線蟲侵染早期上調(diào)表達(dá)，PUCH1 突變體中的細(xì)胞壁增厚，可能通過(guò)長(zhǎng)鏈脂肪酸合成調(diào)節(jié)巨型細(xì)胞的發(fā)育［23］。總之，巨型細(xì)胞形成過(guò)程中細(xì)胞壁的修飾過(guò)程非常復(fù)雜，這些變化可能是由寄主細(xì)胞基因差異表達(dá)導(dǎo)致的。

與正常細(xì)胞相比，巨型細(xì)胞細(xì)胞壁的成分會(huì)發(fā)生變化。巨型細(xì)胞細(xì)胞壁的組成在細(xì)胞增大過(guò)程中也隨之變化。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素，這是一種由1,4-β-葡聚糖組成的線性聚合物。在巨型細(xì)胞形成的過(guò)程中，兩種纖維素合成酶基因CesA2和At4g15290（AtCSLB5）下調(diào)表達(dá)［24］。此外，對(duì)根結(jié)中的10 個(gè)纖維素合成酶基因的全面分析發(fā)現(xiàn)，次生壁相關(guān)CesA 基因主要在巨型細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，表明CesA 基因參與巨型細(xì)胞的形成［25］；控制細(xì)胞壁強(qiáng)度和延展性的關(guān)鍵是木聚糖的代謝，木葡聚糖代謝酶可分為兩大類：木葡聚糖轉(zhuǎn)糖基化酶（xyloglucan transglycosylases, XET）［26］和木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基化酶（xyloglucan endotransglycosylases, EXGT）［27］。同樣在南方根結(jié)線蟲侵染楊樹后形成的食位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)纖維素、木聚糖、木質(zhì)素的改變［28］。通過(guò)對(duì)根結(jié)線蟲感染擬南芥全基因組表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)XET基因的表達(dá)在線蟲侵染后發(fā)生改變［29］；巨型細(xì)胞形成過(guò)程中還伴隨著擴(kuò)張蛋白基因的表達(dá)變化。擴(kuò)張蛋白是細(xì)胞外植物蛋白，有助于細(xì)胞壁修飾。擴(kuò)張蛋白家族包括4 個(gè)家族：α-擴(kuò)張蛋白α-expansins（EXPA）、β- 擴(kuò) 張 蛋 白β-expansins（EXPB）、擴(kuò) 張蛋白樣A expansin?like A（EXLA）和擴(kuò)張蛋白樣B expansin?like B（EXLB）［30］。7 個(gè)EXPA 和2 個(gè)EXPB 基因在受南方根結(jié)線蟲誘導(dǎo)的擬南芥根中表達(dá)上調(diào)，且其表達(dá)受到暫時(shí)調(diào)控，其中6 個(gè)基因表達(dá)量在14 d 時(shí)高于7 d［29］。

1.1.2 巨型細(xì)胞的細(xì)胞骨架 通過(guò)基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，許多參與細(xì)胞骨架的基因在巨型細(xì)胞形成過(guò)程中存在差異表達(dá)［24］。植物細(xì)胞骨架主要由微管（MTs）和肌動(dòng)蛋白絲（F?actin 或微絲，MFs）以及中間絲組成。線蟲取食過(guò)程中，微管和肌動(dòng)蛋白同時(shí)受到影響，細(xì)胞骨架發(fā)生了重組。巨型細(xì)胞不能完成胞質(zhì)分裂，導(dǎo)致膜質(zhì)體發(fā)育不完全。細(xì)胞分裂完成依賴于分泌囊泡、動(dòng)態(tài)細(xì)胞骨架和一組輔助蛋白的協(xié)調(diào)作用和相互融合［31］。

具有細(xì)胞支架作用的微管，也參與細(xì)胞分裂和胞內(nèi)運(yùn)輸。在線蟲侵染后，其表達(dá)量會(huì)發(fā)生劇烈的變化。原位雜交檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，線蟲侵染初期α-、β-和γ-微管蛋白基因mRNA 含量升高，在線蟲侵染25 d后微管蛋白的表達(dá)逐漸減少［16］。微管蛋白MAP65?3的表達(dá)在巨型細(xì)胞形成初期受到上調(diào)，在巨型細(xì)胞將要完成發(fā)育時(shí)其表達(dá)量迅速下降。MAP65?3 與周圍細(xì)胞的有絲分裂MT 陣列有關(guān)，并且在缺失MAP65?3 后，巨型細(xì)胞開始發(fā)育但未能完全分化，最終被破壞。MAP65?3 在巨型細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞骨架中起著關(guān)鍵作用［32］。

肌動(dòng)蛋白與微管共同構(gòu)成胞質(zhì)骨架，在誘導(dǎo)取食位點(diǎn)的形成過(guò)程中，其相關(guān)基因的表達(dá)量顯著增加，肌動(dòng)蛋白絲的密度也增加。肌動(dòng)蛋白（G?actins）的兩個(gè)基因ACT2 和ACT7 在巨型細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中起作用［16］。用GFP 標(biāo)記的肌動(dòng)蛋白（GFP:mTalin或GFP:FABD）在巨型細(xì)胞和鄰近細(xì)胞顯示出強(qiáng)烈的GFP?ABD 熒光，表明在巨型細(xì)胞形成中肌動(dòng)蛋白表達(dá)量較高［31］。肌動(dòng)蛋白絲在巨型細(xì)胞相鄰的細(xì)胞中的分布具有隨機(jī)性，但在與巨型細(xì)胞直接相連的細(xì)胞中，表現(xiàn)出高密度分布［16］。在巨型細(xì)胞皮層中觀察到異常粗的肌動(dòng)蛋白絲，進(jìn)一步證明MF 網(wǎng)絡(luò)對(duì)線蟲侵染做出反應(yīng)。細(xì)胞觀察和免疫細(xì)胞化學(xué)研究揭示，MFs 在巨型細(xì)胞中肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的組織紊亂［16］，且在細(xì)胞分裂過(guò)程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中MFs 也明顯缺失［33］。Formmins，也被稱為Formin 同源蛋白（FH），是一種肌動(dòng)蛋白成核蛋白，在真核生物中刺激細(xì)胞過(guò)程的MF 組裝，包括細(xì)胞分裂、黏附、建立極性和運(yùn)動(dòng)［34］。AtFH4 和AtFH21 在線蟲侵染后3 d 的巨型細(xì)胞中被抑制［24］。擬南芥肌動(dòng)蛋白解聚因子（ADF）基因家族包括11 個(gè)表達(dá)成員，其中5個(gè)基因在根結(jié)中表達(dá)上調(diào)，根結(jié)線蟲誘導(dǎo)的線蟲取食細(xì)胞中ADF2 的高表達(dá)有助于線蟲成功寄生，主要原因是高濃度的ADF2 可能會(huì)導(dǎo)致MFs 的不穩(wěn)定，從而降低肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)的完整性，繼而促進(jìn)線蟲的攝食及其發(fā)育［35］。因此，巨型細(xì)胞的生長(zhǎng)和增大依賴于動(dòng)態(tài)肌動(dòng)蛋白絲數(shù)量的增加和體積增大，以支持巨型細(xì)胞的骨架和活躍的胞質(zhì)代謝。

肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)變化，可能是特定線蟲特定分泌物分泌到維管束細(xì)胞導(dǎo)致的結(jié)果，這些分泌物能夠觸發(fā)建立功能性巨型細(xì)胞形成所需的細(xì)胞骨架變化。線蟲可能將特定的效應(yīng)分子直接或間接傳遞到植物細(xì)胞中靶向細(xì)胞骨架，而對(duì)這些效應(yīng)分子功能的深入研究將有助于揭示巨型細(xì)胞形成的分子機(jī)制。

1.1.3 巨型細(xì)胞的液泡和細(xì)胞核 根結(jié)線蟲在誘導(dǎo)巨型細(xì)胞形成初期，迅速膨脹到相鄰細(xì)胞的10 倍以上。此時(shí)構(gòu)成細(xì)胞的大部分為大液泡，隨著巨型細(xì)胞的發(fā)育大液泡變成許多小液泡，細(xì)胞質(zhì)含量相應(yīng)增加。隨著巨型細(xì)胞的成熟，細(xì)胞核的數(shù)量明顯增加，大液泡被細(xì)胞質(zhì)的合成所取代，并成為隨后大量蛋白質(zhì)合成的來(lái)源［36］。研究表明，大液泡的形成是巨型細(xì)胞擴(kuò)張的原因［37］。在根結(jié)快速發(fā)育的過(guò)程中，液泡膜內(nèi)在蛋白（TIPS）以及水通道蛋白（TobRB7）在巨型細(xì)胞中高表達(dá)［38-39］。研究人員關(guān)注巨型細(xì)胞發(fā)育后期，從大液泡到許多小液泡變化的原因。細(xì)胞分裂之前形成一個(gè)橫跨液泡的細(xì)胞質(zhì)膜，將液泡一分為二，形成占據(jù)兩個(gè)子細(xì)胞的較小的液泡。早期的研究表明巨型細(xì)胞中大液泡，可能是通過(guò)質(zhì)膜活動(dòng)將其一分為二形成小的液泡［21］。因此大量的小液泡可能是細(xì)胞在沒(méi)有經(jīng)歷胞質(zhì)分裂的情況下進(jìn)入有絲分裂周期而持續(xù)的液泡碎裂造成的。近些年關(guān)于巨型細(xì)胞的液泡相關(guān)研究較少，尤其是線蟲侵染后激活取食位點(diǎn)的細(xì)胞周期從而改變液泡的形成。

根結(jié)線蟲在寄主植物的維管束柱中誘導(dǎo)5-8 個(gè)細(xì)胞形成多細(xì)胞核的巨型細(xì)胞，這些巨型細(xì)胞分布于薄壁維管細(xì)胞和木質(zhì)部細(xì)胞中，經(jīng)歷多次有絲分裂［40］、細(xì)胞分裂中斷或阻斷［16］，最終誘導(dǎo)根結(jié)的形成。研究人員普遍認(rèn)為，細(xì)胞核的增多是核內(nèi)復(fù)制的結(jié)果，在整個(gè)巨型細(xì)胞發(fā)育和擴(kuò)增過(guò)程中，會(huì)發(fā)生多次且經(jīng)常同步的有絲分裂，最終形成超大的多核細(xì)胞［40］。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察巨型細(xì)胞中細(xì)胞核的變化，線蟲侵染24 h 后未觀察到雙核細(xì)胞，48 h 開始可以觀察到雙核細(xì)胞，在72 h觀察到2-8 個(gè)甚至更多的細(xì)胞核。6 d 時(shí)觀察到大量的細(xì)胞核、中央液泡進(jìn)一步縮?。?1］。在侵染早期，根結(jié)線蟲誘導(dǎo)取食位點(diǎn)的細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期蛋白激酶的表達(dá)，促進(jìn)巨型細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，導(dǎo)致多核細(xì)胞的形成。

1.1.4 巨型細(xì)胞的周期變化 根結(jié)線蟲對(duì)取食位點(diǎn)中細(xì)胞周期的調(diào)控涉及大量的細(xì)胞周期基因的表達(dá)和激活［42］。在根結(jié)線蟲侵染寄主根部巨型細(xì)胞周期研究中，通過(guò)對(duì)周期蛋白依賴性激酶cdc2a 和有絲分裂周期蛋白cyc1At 基因的標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)在這些基因的轉(zhuǎn)錄激活與巨型細(xì)胞發(fā)育的早期階段相關(guān)［42-43］。同樣對(duì)根結(jié)線蟲侵染苜蓿（Medicago truncatula）根部研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分化和核內(nèi)復(fù)制所需的細(xì)胞周期基因CCS52a 在誘導(dǎo)的巨型細(xì)胞中積累［44］。此外，研究表明細(xì)胞周期抑制劑KRP2，觸發(fā)有絲分裂CDK 活性的抑制和核內(nèi)復(fù)制的過(guò)早發(fā)生，表明KRP2 參與巨型細(xì)胞的發(fā)育［45］。擬南芥細(xì)胞周期基因AtCDKA;1 的沉默，導(dǎo)致擬南芥對(duì)根結(jié)線蟲的敏感性降低。相反，擬南芥CDK 抑制物（ICK）/KIP相關(guān)蛋白（Krp）家族功能的缺失，對(duì)根結(jié)發(fā)育和線蟲繁殖的影響較?。?6］。而植物細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）抑制劑，如擬南芥CDK 相互作用因子/抑制劑（ICK）/ kip 相關(guān)蛋白（KRP）家族中ICK2/KRP2 和ICK1/KRP1 參與控制南方根結(jié)線蟲誘導(dǎo)的巨型細(xì)胞有絲分裂到核內(nèi)復(fù)制，巨型細(xì)胞的發(fā)育受ICK2/KRP2 蛋白水平嚴(yán)格調(diào)控［47］。并不是所有的Krp 都以相同的方式調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，Krp6作為有絲分裂細(xì)胞周期的激活劑，參與巨型細(xì)胞多核和細(xì)胞動(dòng)力狀態(tài)的保持［48］。通過(guò)對(duì)61 個(gè)核心細(xì)胞周期基因的表達(dá)深入分析發(fā)現(xiàn)，其中大多數(shù)基因在巨型細(xì)胞中表達(dá)［49］。紡錘體組裝檢查點(diǎn)（spindle assembly checkpoint）是一種精細(xì)的監(jiān)測(cè)機(jī)制，確保進(jìn)行有絲分裂的染色體在正確連接到紡錘體微管之前不會(huì)分離，而編碼紡錘體關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子的基因都在巨型細(xì)胞中上調(diào)表達(dá)［50］。那么防治根結(jié)線蟲危害，是否可以通過(guò)控制細(xì)胞周期，抑制巨型細(xì)胞的形成，從而達(dá)到防治根結(jié)線蟲的目的，這一防治策略的可行性還有待深入研究。

1.2 巨型細(xì)胞的水分和營(yíng)養(yǎng)供給

根結(jié)線蟲在建立取食位點(diǎn)后靜止不動(dòng)，而完全依賴巨型細(xì)胞為其提供所需的養(yǎng)分和水分［15］。因此，取食位點(diǎn)內(nèi)的細(xì)胞壁修飾、水分運(yùn)輸，蛋白運(yùn)輸?shù)葘?duì)于維持取食位點(diǎn)的正常功能至關(guān)重要。

巨型細(xì)胞也是線蟲所需水分的來(lái)源，而巨型細(xì)胞在形成的過(guò)程中額外增加了對(duì)水分的需求，因此，水分代謝是巨型細(xì)胞發(fā)育和維持的基礎(chǔ)。而線蟲誘導(dǎo)的巨型細(xì)胞的顯著特征之一是在木質(zhì)部處形成細(xì)胞壁突起，從細(xì)胞壁伸入取食細(xì)胞的原生質(zhì)中，幫助水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從木質(zhì)部運(yùn)輸?shù)饺∈臣?xì)胞［22,41］。在巨型細(xì)胞中檢測(cè)到水通道蛋白特異性上調(diào)［38］，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該水通道蛋白屬于主要內(nèi)在蛋白（MIPs）家族，該家族的成員在巨型細(xì)胞中也被發(fā)現(xiàn)上調(diào)和下調(diào)表達(dá)［24,29］。由于自身的物理化學(xué)性質(zhì)，質(zhì)膜的輸水能力有限。水通道蛋白除了擴(kuò)散外，還可以通過(guò)質(zhì)膜形成水孔，進(jìn)一步促進(jìn)水分的短距離輸送。

根結(jié)線蟲在建立取食位點(diǎn)的過(guò)程中，單糖作為修復(fù)損傷組織和細(xì)胞骨架的原料，大量糖類物質(zhì)從地上部位向取食位點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)。植物寄生線蟲通過(guò)口針刺穿寄主細(xì)胞的細(xì)胞壁，不同類型的線蟲從取食細(xì)胞中提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)略有不同。1975 年，Jones 等［20］通過(guò)研究鳳仙花根的跨膜電位，發(fā)現(xiàn)了根結(jié)線蟲寄生后活性糖轉(zhuǎn)運(yùn)到巨型細(xì)胞的跡象。研究還發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲侵染后，擬南芥根中幾種轉(zhuǎn)運(yùn)基因的表達(dá)存在差異［37］。而在線蟲侵染21 d 時(shí)氨鹽基轉(zhuǎn)運(yùn)基因AtAMT1;2 下調(diào)表達(dá)［51］。2021 年許立鶴［52］研究發(fā)現(xiàn)，在水稻中擬禾本科根結(jié)線蟲取食位點(diǎn)巨型細(xì)胞內(nèi)，蔗糖是通過(guò)胞間連絲而非水稻蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行運(yùn)輸。

植物寄生線蟲完全依賴寄主植物提供的水和營(yíng)養(yǎng)，而如何獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)取決于線蟲的取食策略。寄生線蟲-植物通過(guò)復(fù)雜的相互作用，誘導(dǎo)植物根部形成特定的取食結(jié)構(gòu)。研究表明，孢囊線蟲合胞體是同質(zhì)分離，在發(fā)育早期階段，運(yùn)輸?shù)鞍棕?fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，之后通過(guò)胞間連絲與韌皮部建立聯(lián)系，從而獲得充足的同化產(chǎn)物［53］。但是，目前尚不清楚根結(jié)線蟲是如何迫使植物向其取食結(jié)構(gòu)提供大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及如何完成從單質(zhì)向共質(zhì)的溶質(zhì)供應(yīng)的轉(zhuǎn)變，這些作用機(jī)制還需要更加深入研究。

1.3 植物激素對(duì)巨型細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

根結(jié)線蟲在侵染的過(guò)程中會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)寄主植物的激素來(lái)幫助自身成功寄生［54］。植物內(nèi)生激素在協(xié)調(diào)植物對(duì)寄生生物營(yíng)養(yǎng)物和昆蟲的反應(yīng)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用［55］。根結(jié)線蟲首先需要抑制植物防御系統(tǒng)，然后利用激素通路來(lái)建立和維修取食位點(diǎn)。因此，在巨型細(xì)胞發(fā)育的過(guò)程中，生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、水楊酸、乙烯和茉莉酸等植物激素發(fā)揮重要作用［56-57］。

生長(zhǎng)素可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞器的發(fā)生，而巨型細(xì)胞需要富集大量的細(xì)胞器以滿足旺盛的代謝需求，因此，巨型細(xì)胞發(fā)育和成熟與生長(zhǎng)素的局部積累密切相關(guān)。研究認(rèn)為，細(xì)胞增大、細(xì)胞壁增厚和細(xì)胞周期激活都可能有生長(zhǎng)素調(diào)節(jié)，推測(cè)生長(zhǎng)素可能是取食細(xì)胞形成和發(fā)育的基礎(chǔ)［43］。根據(jù)根結(jié)線蟲的分泌物中檢測(cè)到生長(zhǎng)素及其相關(guān)化合物，推測(cè)線蟲通過(guò)分泌物干擾生長(zhǎng)素合成酶來(lái)調(diào)控局部的生長(zhǎng)素水平，從而誘導(dǎo)巨型細(xì)胞的形成［58］。在線蟲侵染早期，取食位點(diǎn)周圍的生長(zhǎng)素的積累可能是由于線蟲自身的分泌，局部誘導(dǎo)的植物生物合成，并調(diào)控生長(zhǎng)素的運(yùn)輸［59-60］。研究表明，南方根結(jié)線蟲的分泌物在巨型細(xì)胞的形成過(guò)程中激活了生長(zhǎng)素調(diào)節(jié)因子LBD16，該基因促進(jìn)植物側(cè)根的發(fā)育，直接證明了根結(jié)線蟲可能或至少部分劫持了植物發(fā)育相關(guān)關(guān)鍵基因［60］。

巨型細(xì)胞中細(xì)胞分裂素的含量明顯增加，表明細(xì)胞分裂素參與巨型細(xì)胞的形成［61］。細(xì)胞分裂素在巨型細(xì)胞形成中發(fā)揮作用的直接證據(jù)是細(xì)胞分裂素氧化酶在根中的瞬時(shí)表達(dá)，該氧化酶負(fù)責(zé)細(xì)胞分裂素的降解，從而導(dǎo)致植物對(duì)RKN 更具抗性［62］。在巨型細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)中，觀察到細(xì)胞分裂素信號(hào)的負(fù)調(diào)節(jié)因子普遍下調(diào)［24］。研究表明，在根結(jié)線蟲巨型細(xì)胞的形成中，乙烯發(fā)揮了作用［24,63-64］，但之后研究人員還發(fā)現(xiàn)，乙烯可能通過(guò)減少線蟲對(duì)根部的吸引力，從而抑制根結(jié)線蟲的感染［65-68］。

水楊酸、茉莉酸的研究主要集中在作為防御激素的作用。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，在線蟲侵染后的不同時(shí)間段，觀察到水楊酸途徑被抑制［24,68-69］。水楊酸正向調(diào)節(jié)線蟲的敏感性［70］，如超表達(dá)介導(dǎo)水楊酸信號(hào)的類似脂肪酸蛋白AtPAD4 或水楊酸途徑的正向調(diào)節(jié)因子NPR1 超表達(dá)時(shí)，植物對(duì)根結(jié)線蟲的敏感性均出現(xiàn)下降［71-72］，而水楊酸降解酶NahG 基因超表達(dá)，則增加了對(duì)線蟲的敏感性［65］。人們普遍認(rèn)為外施茉莉酸會(huì)降低線蟲的感染［73］。油菜素類固醇（BRs）參與植物對(duì)根結(jié)線蟲的反應(yīng)［65］，BRs 可能對(duì)茉莉酸具有拮抗作用［74］。近些年除了經(jīng)典的植物激素外，多肽類激素也影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育；值得注意的是，線蟲已經(jīng)進(jìn)化出植物肽激素（PPH）效應(yīng)模擬物來(lái)促進(jìn)寄生［54,75］。

在根結(jié)線蟲取食位點(diǎn)形成早期，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的積累有助于巨型細(xì)胞的形成。細(xì)胞分裂素能促進(jìn)分生組織的細(xì)胞分化，可以調(diào)節(jié)有絲分裂G1/S 期，水稻根結(jié)線蟲通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的平衡從而促進(jìn)巨型細(xì)胞形成［76］。水楊酸、茉莉酸和油菜素內(nèi)酯等參與植物防御反應(yīng)，根結(jié)線蟲通過(guò)調(diào)控相關(guān)激素來(lái)抑制寄主的防衛(wèi)，從而幫助線蟲的寄生。取食位點(diǎn)形成的過(guò)程中，線蟲通過(guò)調(diào)節(jié)寄主不同激素間的平衡來(lái)促進(jìn)取食位點(diǎn)的形成。線蟲與寄主植物激素相關(guān)的報(bào)道較多，但是關(guān)于線蟲取食位點(diǎn)形成過(guò)程中，如何調(diào)控不同激素介導(dǎo)的信號(hào)通路，及其相互作用尚缺乏研究。未來(lái)可以通過(guò)借助高通量測(cè)序等技術(shù)，加強(qiáng)根結(jié)線蟲效應(yīng)子與植物激素互作中的功能研究。

2 根結(jié)線蟲誘導(dǎo)巨型細(xì)胞形成的分子機(jī)制

根結(jié)線蟲從寄主的根部進(jìn)入，首先需要突破寄主免疫防御反應(yīng)建立取食位點(diǎn)。目前植物寄生線蟲關(guān)于調(diào)控寄主免疫方面的效應(yīng)蛋白已經(jīng)有大量的報(bào)道［77］。同時(shí)根結(jié)線蟲可以分泌多種效應(yīng)物調(diào)控寄主植物根部細(xì)胞發(fā)育，誘導(dǎo)取食位點(diǎn)的形成［78］。并且巨型細(xì)胞的發(fā)育和維持需要線蟲的持續(xù)刺激。目前關(guān)于根結(jié)線蟲效應(yīng)蛋白調(diào)控巨型細(xì)胞形成相關(guān)的細(xì)胞壁、核內(nèi)復(fù)制、細(xì)胞骨架和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢袌?bào)道。

2.1 寄主植物的識(shí)別和防御

在植物與線蟲的互作中，許多的差異基因已經(jīng)被證實(shí)與線蟲的定殖相關(guān)，表明線蟲可操縱植物寄主細(xì)胞對(duì)植物基因表達(dá)進(jìn)行大量的重新編程。在線蟲侵染過(guò)程中，對(duì)寄主影響的早期研究是在模式植物擬南芥中開展的，通過(guò)比較接種與未接種線蟲的擬南芥寄主根（根結(jié)區(qū)）的差異基因進(jìn)行分析。之后大規(guī)模的轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)提供了不同宿主基因表達(dá)模式差異［24,29,37,51,79］，如番茄（Solanum lycopersi?cum）［80-81］、 豇 豆（Vigna unguigulata）［82］、 水 稻（Oryza sativa）［83］、 龍 葵（Solanum torvum Sw.）［84］西瓜（Citrullus lanatus）［85］等。雖然數(shù)千個(gè)差異表達(dá)的植物基因與線蟲感染有關(guān)，這些響應(yīng)線蟲的植物基因被歸類為與植物發(fā)育途徑和巨型細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的類別，突出了防御和激素反應(yīng)、細(xì)胞周期和細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞壁和代謝重編程等，它們?cè)谥参锓烙磻?yīng)、激素途徑，以及代謝重新編程中發(fā)揮著重要作用。植物觸發(fā)的免疫反應(yīng)包括首先感知病原體相關(guān)的分子模式（pathogen?associated molecular pattern, PAMPs）由被破壞的植物組織通過(guò)分子模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors, PRRs）釋放的損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns, DAMPs）。然后，植物會(huì)通過(guò)激活防御反應(yīng)來(lái)識(shí)別根結(jié)線蟲并對(duì)其做出反應(yīng)。巨型細(xì)胞的發(fā)育與免疫反應(yīng)直接相關(guān)，在辣椒中的抗根結(jié)線蟲基因Me1 通過(guò)抑制巨大細(xì)胞的發(fā)育從而表現(xiàn)出抗根結(jié)線蟲作用［86］，而Me3 基因以及番茄中Mi?1 等基因則是誘發(fā)HR（hypersensitive response, HR）反應(yīng)，使巨型細(xì)胞的形成受阻，從而表現(xiàn)抗性［87-88］。對(duì)基因表達(dá)的全基因組分析表明，在根結(jié)線蟲與寄主的親和互作中，巨型細(xì)胞中參與防御途徑的大多數(shù)線蟲調(diào)控基因的表達(dá)受到抑制。例如，檢測(cè)到WRKY 轉(zhuǎn)錄因子家族的普遍抑制，這些轉(zhuǎn)錄因子家族已知作用于幾種植物激素的下游，以激活植物防御或編碼病程相關(guān)（PR）蛋白的基因［24,29,89］。

2.2 取食位點(diǎn)中基因的表達(dá)模式

取食位點(diǎn)需經(jīng)歷一系列不同的階段，包括初期誘導(dǎo)、根結(jié)的形成、刺激細(xì)胞核分裂但細(xì)胞質(zhì)不分裂、細(xì)胞伸長(zhǎng)和擴(kuò)張、細(xì)胞壁增厚、細(xì)胞質(zhì)含量增加、DNA 內(nèi)復(fù)制和代謝活性增加等，這些過(guò)程都伴隨基因表達(dá)的調(diào)控。研究人員利用多種方法對(duì)線蟲取食位點(diǎn)內(nèi)的基因進(jìn)行了上調(diào)表達(dá)和下調(diào)表達(dá)的分類，為確定哪些基因在取食位點(diǎn)的形成中起重要作用奠定基礎(chǔ)。例如，通過(guò)對(duì)南方根結(jié)線蟲侵染后的擬南芥全基因組的表達(dá)譜分析，鑒定出3 373 個(gè)基因存在顯著的差異表達(dá)，其中植物發(fā)育調(diào)控、非生物和生物脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等相關(guān)基因的參與取食位點(diǎn)的形成［29］。2009 年研究人員對(duì)線蟲侵染植物后基因的變化進(jìn)行了全面的綜述［39］。之后研究人員利用激光捕獲顯微切割技術(shù)對(duì)番茄感染線蟲早期的取食細(xì)胞進(jìn)行分離和分析，與擬南芥相同發(fā)育階段的根結(jié)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)植物根結(jié)中117 個(gè)同源基因被共調(diào)控［81］。利用轉(zhuǎn)錄組分析爪哇根結(jié)線蟲侵染擬南芥以及擬禾谷根結(jié)線蟲侵染水稻早期根組織，發(fā)現(xiàn)在巨型細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中維管束細(xì)胞間存在分子聯(lián)系，并假定為巨型細(xì)胞為干細(xì)胞［24,69］。測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步為深入解析根結(jié)線蟲取食細(xì)胞的形成提供了數(shù)據(jù)支持。

2.3 線蟲效應(yīng)蛋白在巨型細(xì)胞形成中的作用機(jī)制

效應(yīng)蛋白是由病原物產(chǎn)生的能進(jìn)入寄主細(xì)胞，調(diào)控寄主細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫響應(yīng)等功能的生物分子，植物寄生線蟲分泌蛋白，在線蟲侵入時(shí)抵御寄主防衛(wèi)反應(yīng)、建立取食位點(diǎn)的一些蛋白質(zhì)或小分子物質(zhì)也屬于效應(yīng)蛋白［90-91］。根結(jié)線蟲食道腺分泌效應(yīng)蛋白，通過(guò)口針注射到寄主植物細(xì)胞中，可調(diào)控寄主內(nèi)不同的分子途徑、細(xì)胞周期、招募或劫持植物的功能效應(yīng)分子，誘導(dǎo)維管細(xì)胞再分化形成巨型細(xì)胞［92-94］。在寄主植物和根結(jié)線蟲的互作中，已經(jīng)報(bào)道了一些關(guān)于效應(yīng)子在巨型細(xì)胞的形成中發(fā)揮作用，從而影響植物防御系統(tǒng)的研究［95］。

近年來(lái)隨著組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的關(guān)于根結(jié)線蟲巨型細(xì)胞相關(guān)的效應(yīng)蛋白相繼報(bào)道（表1）。效應(yīng)蛋白通過(guò)與寄主蛋白的互作，在植物的物質(zhì)代謝、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運(yùn)輸以及基因轉(zhuǎn)錄中發(fā)揮作用，參與調(diào)控根結(jié)線蟲巨型細(xì)胞的形成。效應(yīng)蛋白參與降解細(xì)胞壁。在植物寄生線蟲中第一個(gè)鑒定出的相關(guān)效應(yīng)蛋白為β -1,4?Endoglucanase，它可以降解植物細(xì)胞壁，打破線蟲寄生的第一道屏障［114］；之后研究人員從根結(jié)線蟲中克隆到具有纖維素酶和果膠酶降解活性的一些基因，這些基因與降解細(xì)胞壁相關(guān)；在線蟲侵入時(shí)，線蟲也會(huì)產(chǎn)生一些功能性的延伸蛋白，有助于線蟲的寄生［115］；爪哇根結(jié)線蟲中克隆的Mj?pel?1，對(duì)果膠有高活性，在根結(jié)線蟲侵染早期起重要作用［96］。（1）效應(yīng)蛋白參與調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的形成和物質(zhì)運(yùn)輸。第一個(gè)報(bào)道這類功能的效應(yīng)蛋白是通過(guò)口針?lè)置诘郊闹黧w內(nèi)的鈣網(wǎng)蛋白（Mi?CRT），線蟲在遷移期和靜止期分泌Mi?CRT，并在巨型細(xì)胞中聚集，為線蟲食道腺蛋白分泌到取食位點(diǎn)提供證據(jù)［97］；可以促進(jìn)線蟲寄生的效應(yīng)蛋白MiPFN3，影響寄主中的肌動(dòng)蛋白的多聚過(guò)程，從而影響細(xì)胞骨架［98］；北方根結(jié)線蟲和南方根結(jié)線蟲食道腺產(chǎn)生的8D05/Msp9 與寄主植物中的水通道蛋白TIP2 特異性結(jié)合，在線蟲寄生過(guò)程中參與調(diào)節(jié)巨型細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)和水分子的運(yùn)輸［99］。（2）線蟲效應(yīng)蛋白與植物靶標(biāo)蛋白在細(xì)胞核中互作的功能研究。一些效應(yīng)蛋白定位在細(xì)胞核中，如爪哇根結(jié)線蟲的背腹食道腺中分泌的效應(yīng)蛋白MJ?NULG1a 定位在巨型細(xì)胞的細(xì)胞核中，在線蟲寄生的過(guò)程中起關(guān)鍵作用［100］；南方根結(jié)線蟲可以將效應(yīng)蛋白MiEFF1 和MiEFF18分泌到寄主體內(nèi)，其中MiEFF1 定位在巨型細(xì)胞核內(nèi)，與脅迫蛋白、胞質(zhì)甘油醛?3 磷酸脫氫酶相互作用，影響線蟲的寄生［101-102］；而MiEFF18 是根結(jié)線蟲保守的效應(yīng)蛋白，誘導(dǎo)植物根細(xì)胞再分化為巨型細(xì)胞，并與茄科植物中保守的剪切體SmD1 蛋白互作，通過(guò)選擇性剪切影響巨型細(xì)胞的形成和線蟲的發(fā)育［103-104］；最近的研究表明南方根結(jié)線蟲效應(yīng)蛋白Mi2G02 與寄主植物的trihelix 轉(zhuǎn)錄因子GT?3 互作，通過(guò)調(diào)控下游基因的表達(dá)，從而誘導(dǎo)寄主的生長(zhǎng)發(fā)育和線蟲取食細(xì)胞的形成［105］。（3）效應(yīng)蛋白參與調(diào)節(jié)植物激素。南方根結(jié)線蟲和爪哇根結(jié)線蟲中發(fā)現(xiàn)的分支酸變位酶CM?1/CM?2 參與巨型細(xì)胞的分化和取食位點(diǎn)的形成［106］，Mj?CM?1 通過(guò)引起對(duì)分支酸的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)減少吲哚乙酸合成，導(dǎo)致分支酸衍生的代謝物的改變，并最終影響植物細(xì)胞的發(fā)育［107］。（4）效應(yīng)蛋白參與細(xì)胞代謝。爪哇根結(jié)線蟲和南方根結(jié)線蟲中均可產(chǎn)生的一類脂肪酸與視黃醇結(jié)合蛋白FAR?1，在植物中表達(dá)時(shí)被證明影響植物細(xì)胞質(zhì)代謝，促進(jìn)巨型細(xì)胞和線蟲的發(fā)育［108-109］；南方根結(jié)線蟲效應(yīng)蛋白Mi?SBP?1（含有DNA 結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子的螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域）可調(diào)控寄主的幾種脂肪酸的合成，當(dāng)Mi?sbp?1 基因沉默后巨型細(xì)胞中脂肪儲(chǔ)備能力喪失，線蟲發(fā)育減慢，寄生能力降低［110］；最新研究發(fā)現(xiàn)象耳豆根結(jié)線蟲分泌效應(yīng)蛋白MeMSP1 到巨型細(xì)胞中，與擬南芥中的谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（AtGSTFs）互作，導(dǎo)致寄主谷胱甘肽積累，有利于線蟲的寄生［111］。效應(yīng)子可以對(duì)寄主細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄過(guò)程重新編程［116］。在多種線蟲的亞腹食道腺發(fā)現(xiàn)效應(yīng)蛋白16D10/Msp16 可以刺激根系生長(zhǎng)，并與寄主擬南芥中SCARECROW 類轉(zhuǎn)錄因子（SCARECROW?like transcription factors）AtSCL6 和AtSCL21 互作，誘導(dǎo)巨型細(xì)胞形成和維持［112-113］。

表1 根結(jié)線蟲中已報(bào)道參與巨型細(xì)胞相關(guān)效應(yīng)蛋白Table1 Reported relevant giant cell-associated effectors in root-knot nematodes

3 展望

根結(jié)線蟲誘導(dǎo)寄主植物維管束部分細(xì)胞形成巨型細(xì)胞，為線蟲自身的生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。根結(jié)線蟲可誘導(dǎo)數(shù)千種寄主植物形成類似取食位點(diǎn)，這種模式在線蟲和寄主植物相互進(jìn)化的過(guò)程中具有保守性。早期的研究主要集中于寄主的抗性或者是線蟲的生長(zhǎng)發(fā)育［117］。近年來(lái)，隨著基因組、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)以及比較基因組的快速發(fā)展，巨型細(xì)胞形成的分子機(jī)制也得到一定程度的揭示。線蟲-寄主植物互作的報(bào)道明顯增加，尤其是對(duì)根結(jié)線蟲效應(yīng)因子在調(diào)控寄主免疫反應(yīng)、降解寄主細(xì)胞壁、激素相關(guān)的調(diào)控等研究方面取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展［77,118］。通過(guò)免疫組化的方法，發(fā)現(xiàn)許多效應(yīng)蛋白可以分泌到巨型細(xì)胞中，但這些效應(yīng)蛋白的功能及其在巨型細(xì)胞形成和維護(hù)中的作用仍需要進(jìn)一步研究，特別是線蟲效應(yīng)蛋白是如何直接或間接地影響巨型細(xì)胞的細(xì)胞周期。據(jù)推測(cè)，一些蛋白可能特異性地激活巨型細(xì)胞有絲分裂M 期促進(jìn)因子的活性或者誘導(dǎo)S 期相關(guān)基因的表達(dá)，而另外一些分泌蛋白可能改變巨型細(xì)胞中的泛素化途徑來(lái)影響細(xì)胞周期［119］。這些問(wèn)題尚需進(jìn)一步證實(shí)。而與細(xì)胞壁重塑相關(guān)的線蟲效應(yīng)子或植物基因尚未被鑒定出來(lái)，且其在巨型細(xì)胞壁的生物合成中的作用仍知之甚少。

借助轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，巨型細(xì)胞與正常的維管束細(xì)胞中存在著大量的差異表達(dá)基因，這些基因的差異表達(dá)可能是由于可變剪切機(jī)制誘導(dǎo)產(chǎn)生的。最近報(bào)道的具有核定位的效應(yīng)子MiEFF18，可以與寄主中的可變剪切體SmD1 蛋白互作，通過(guò)RNA?seq 分析該效應(yīng)子發(fā)現(xiàn)，其通過(guò)可變剪切的手段影響巨型細(xì)胞的發(fā)育［103-104］。然而，植物全基因組可變剪切在根結(jié)線蟲侵染過(guò)程中功能的普遍性，以及根結(jié)線蟲效應(yīng)子調(diào)節(jié)可變剪切的機(jī)制尚不清楚。根結(jié)線蟲在寄生過(guò)程分泌許多核定位的效應(yīng)子，這些效應(yīng)子是否參與調(diào)節(jié)寄主植物細(xì)胞基因的可變剪切，進(jìn)而促進(jìn)“巨型細(xì)胞”形成和干擾植物免疫反應(yīng)也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

在巨型細(xì)胞的形成過(guò)程中各種激素之間相互協(xié)調(diào)，發(fā)揮作用。越來(lái)越多的研究表明，線蟲已經(jīng)進(jìn)化出植物肽激素效應(yīng)模擬物和植物激素，協(xié)調(diào)或調(diào)節(jié)巨型細(xì)胞的形成，微調(diào)根系的發(fā)育程序，以促進(jìn)巨型細(xì)胞的形成。根結(jié)線蟲可能通過(guò)招募一些基因驅(qū)動(dòng)多能細(xì)胞，誘導(dǎo)這些細(xì)胞分化形成巨型細(xì)胞，但對(duì)線蟲招募的基因了解仍然較少［120］。隨著現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及基因編輯的大量應(yīng)用，可以找到線蟲互作的植物靶標(biāo)，通過(guò)干擾或者編輯的手段開辟根結(jié)線蟲控制新策略，并進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用。