Ustilago is een geslacht van ongeveer 200 brandschimmels die parasitair leven op grasachtigen.[1] Ustilago stamt van het Latijnse woord ustilare dat brand betekent.
Onderzoek aan builenbrand op maïs heeft zowel geleid tot meer inzicht in de genetische achtergronden van herkenning en paringtypen als de fundamentele kanten van signaaltransductie en de regulatie van de celcyclus.
Het genoom van Ustilago maydis is in kaart gebracht.[2][3]
Op een voedingsbodem in het laboratorium gedraagt de schimmel zich als een gist en vormt het losse, haploïde cellen, sporidia genoemd. Deze cellen vermeerderen zich door knopvorming. In de natuur kunnen ze zich op dood organisch materiaal vermeerderen. (De diploïde fase van de schimmel is in het laboratorium echter niet in leven te houden.)
Wanneer twee verenigbare (compatibele) sporidia (basidiosporen) zich op een plant onder de juiste omstandigheden ontmoeten versmelten ze met elkaar via een conjugatiebuis tot een tweekernige (dikaryotische) cel. Vervolgens ontstaat een schimmeldraad die de plant met een appressorium binnendringt. Versmelting tot en met binnendringing duurt 12 tot 18 uur. 24 uur na infectie beginnen de parenchymcellen zich te vergroten en twee weken na infectie is de groei van de tumor te zien. Deze bestaat in het begin nog hoofdzakelijk uit vergrote plantencellen. De schimmeldraden, die dan nog bestaan uit tweekernige cellen, groeien tussen de cellen van de tumor. Al vrij vroeg vindt versmelting van de tweekernen (karyogamie) plaats gevolgd door een snelle toename van de hoeveelheid schimmeldraden. In dit stadium zwellen de schimmeldraden op en worden ze gelatine-achtig. De protoplasten verliezen hun cilindrische vorm, worden rond en vormen zo sporen, die vervolgens groter worden en uiteindelijk de gekleurde en gestekelde, diploïde brandsporen (teleutosporen) vormen. De buitenkant van de brandspore lijkt afkomstig te zijn van de overblijfselen van de geleerde schimmeldraad.
Rijpe brandsporen worden door de wind en regen verspreid. De sporen kunnen lange tijd, tot wel tien jaar, in de grond overleven. Onder de juiste omstandigheden in het voorjaar wordt er een probasidium gevormd, waarin de meiose plaatsvindt. De haploïde kernen gaan naar langgerekte cellen, die vervolgens van het basidium afbreken en zo de haploïde sporidia vormen.
De compatibiliteit van de sporidia berust op twee genen, a en b. Het a gen heeft twee allelen en het b gen meer dan twee. De twee sporidia moeten verschillende allelen van beide genen hebben willen ze zich met elkaar verenigen. Zo is een sporidium met a1b2 verenigbaar met een sporidium met a2b1 allelen. Het a gen codeert voor een feromoon, waardoor de vorming van een conjugatiebuis en versmelting in gang gezet wordt. Het b gen codeert voor regulerende eiwitten die zich aan het DNA-binden.
Ustilago is een geslacht van ongeveer 200 brandschimmels die parasitair leven op grasachtigen. Ustilago stamt van het Latijnse woord ustilare dat brand betekent.
Onderzoek aan builenbrand op maïs heeft zowel geleid tot meer inzicht in de genetische achtergronden van herkenning en paringtypen als de fundamentele kanten van signaaltransductie en de regulatie van de celcyclus.
Het genoom van Ustilago maydis is in kaart gebracht.
.jpg)
