Lipid mediated cross-kingdom communication between hosts and pathogens

Fatty acids, oxylipins and sphingolipids may represent signals arising during plant-pathogen interaction. The cross talk between the pathogen and its host dramatically affects the process of infection and the severity of disease. The research activity has been divided in three main tasks: 1) Role and function of fatty acids during the interaction of Fusarium verticillioides with caryopses of Zea mays 2) Role and function of sphingolipids during the interaction of Fusarium verticillioides with caryopses of Zea mays 3) Lipid metabolism in the tomato pathogen Fusarium oxysporum The works focus on the link between lipid signaling and host-pathogen comunication, the data emerged are briefly shown below: • During Fusarium verticillioides- Zea mays interaction the pathogen jeopardises the sphingolipid metabolism through the mycotoxyns production. Sphingolipid alteration and salycilic acid increase cause in the plant cell death, suggesting for the pathogen a switch from an endophytic to a necrotrophic state. • Enviromental conditions influence fungal oxylipin gene expression profile and the fatty acid metabolism. • The transcription factor Crz1, found in Fusarium verticillioides, is a novel regulator of lipid metabolism during the interaction with the plant host. It seems able to coordinate the linoleic acid production and the resulting oxylipins. • Oleic acid can be considered a novel signaling molecule released fro the fungal pathogen Fusarium oxysporum to reinforce host-oriented growth. Results are encouraging and allow us hypothesizing that the lipid signaling system may be maintained in different systems of plant-fungus interaction. However, the circle will close when all the actors will have their place in the scene.

Gli acidi grassi, le ossilipine e gli sfingolipidi sono segnali che che mediano l'interazione pianta-patogeno. Il dialogo incrociato tra l'agente patogeno e il suo ospite influisce notevolmente sul processo di infezione e sulla gravità della malattia. L'attività di ricerca è stata suddivisa in tre tasks principali: 1) Ruolo e funzione degli acidi grassi durante l'interazione Fusarium verticillioides- Zea mays 2) Ruolo e funzione degli sfingolipidi durante l'interazione Fusarium verticillioides-Zea mays 3) Metabolismo dei lipidi nel patogeno del pomodoro Fusarium oxysporum I lavori si concentrano sul legame tra segnalazione lipidica e comunicazione ospite-patogeno, i dati emersi sono brevemente riportati di seguito: • Durante l'interazione Fusarium verticillioides-Zea mays il patogeno compromette il metabolismo degli sfingolipidi attraverso la produzione di micotossine. L'alterazione degli sfingolipidi e l'aumento dell'acido salicilico causano la morte delle cellule vegetali, suggerendo per il patogeno un passaggio da uno stato endofitico a uno necrotrofico. • Le condizioni ambientali influenzano il profilo di espressione genica dell'ossilipina fungina e il metabolismo degli acidi grassi. • Il fattore di trascrizione Crz1, che si trova in Fusarium verticillioides, è un nuovo regolatore del metabolismo dei lipidi durante il interazione con la pianta ospite. Sembra in grado di coordinare la produzione di acido linoleico e le risultanti ossilipine. • L'acido oleico può essere considerato una nuova molecola di segnalazione rilasciata dal patogeno fungino Fusarium oxysporum per rafforzare la crescita orientata verso l'ospite. I risultati sono incoraggianti e ci consentono di ipotizzare che il sistema di segnalazione dei lipidi possa essere mantenuto in diversi sistemi di interazione pianta-fungo. Tuttavia, il cerchio si chiuderà quando tutti gli attori avranno il loro posto nella scena.