Armillaria root rot is a fungal disease that affects a wide range of trees and crops around the world. Despite being a widespread disease, little is known about the plant molecular responses towards the pathogenic fungi at the early phase of their interaction. With recent research highlighting the vital roles of metabolites in plant root-microbe interactions, we sought to explore the presymbiotic metabolite responses of Eucalyptus grandis seedlings towards Armillaria luteobuablina, a necrotrophic pathogen native to Australia. Using a metabolite profiling approach, we have identified threitol as one of the key metabolite responses in E. grandis root tips specific to A. luteobubalina that were not induced by three other species of soil-borne microbes of different lifestyle strategies (a mutualist, a commensalist, and a hemi-biotrophic pathogen). Using isotope labelling, threitol detected in the Armillaria-treated root tips was found to be largely derived from the fungal pathogen. Exogenous application of d-threitol promoted microbial colonization of E. grandis and triggered hormonal responses in root cells. Together, our results support a role of threitol as an important metabolite signal during eucalypt-Armillaria interaction prior to infection thus advancing our mechanistic understanding on the earliest stage of Armillaria disease development. Comparative metabolomics of eucalypt roots interacting with a range of fungal lifestyles identified threitol enrichment as a specific characteristic of Armillaria pathogenesis. Our findings suggest that threitol acts as one of the earliest fungal signals promoting Armillaria colonization of roots.

中文翻译：

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比较代谢组学认为苏糖醇是真菌信号，可支持蜜环蜜环菌在桉树根上定植。

蜜环菌根腐病是一种真菌病，影响世界各地的许多树木和农作物。尽管是一种广泛的疾病，但在相互作用初期，植物对病原真菌的分子反应知之甚少。最近的研究突出了代谢产物在植物根-微生物相互作用中的重要作用，我们试图探索桉树幼苗对蜜环菌（澳大利亚产的一种坏死性病原体）的共生前代谢物响应。使用代谢物谱分析方法，我们已将苏糖醇鉴定为对大叶黄曲霉特有的大肠埃希氏菌根尖的关键代谢产物之一，而这不是由其他三种不同生活方式策略的土壤传播微生物诱导的（共生， ，以及半生物营养型病原体）。使用同位素标记，在经蜜环菌素处理的根尖中检测到的苏糖醇被发现主要来自真菌病原体。d-苏糖醇的外源应用促进了大肠埃希氏菌的微生物定植并引发了根细胞中的激素反应。总之，我们的研究结果支持了苏糖醇作为感染前桉木与蜜粉虱相互作用期间重要代谢产物信号的作用，从而促进了我们对蜜环菌病发展的早期阶段的机理了解。桉树根与一系列真菌生活方式相互作用的比较代谢组学将苏糖醇富集确定为蜜环菌病发病机制的特定特征。我们的发现表明，苏糖醇是最早促进蜜环菌根部定植的真菌信号之一。发现在经蜜环菌素处理过的根尖中检测到的苏糖醇主要来自真菌病原体。d-苏糖醇的外源应用促进了大肠埃希氏菌的微生物定植并引发了根细胞中的激素反应。总之，我们的研究结果支持了苏糖醇作为感染前桉木与蜜粉虱相互作用期间重要代谢产物信号的作用，从而促进了我们对蜜环菌病发展的早期阶段的机理了解。桉树根与一系列真菌生活方式相互作用的比较代谢组学将苏糖醇富集确定为蜜环菌病发病机制的特定特征。我们的发现表明，苏糖醇是最早促进蜜环菌根部定植的真菌信号之一。发现在经蜜环菌素处理过的根尖中检测到的苏糖醇主要来自真菌病原体。d-苏糖醇的外源应用促进了大肠埃希氏菌的微生物定植，并在根细胞中引发了激素反应。总之，我们的研究结果支持了苏糖醇作为感染前桉木与蜜粉虱相互作用期间重要代谢产物信号的作用，从而促进了我们对蜜环菌病发展的早期阶段的机理了解。桉树根与一系列真菌生活方式相互作用的比较代谢组学将苏糖醇富集确定为蜜环菌病发病机制的特定特征。我们的发现表明，苏糖醇是最早促进蜜环菌根部定植的真菌信号之一。