Ultrastructure of the host-parasite interaction in leaves of Duchesnea indica infected by the rust fungus Frommeëla mexicana var. indicae as revealed by high pressure freezing

摘要

A combination of scanning and transmission electron microscopy was used to examine the host-pathogen relationship in leaves of Duchesnea indica (Andrz) Focke infected by the rust fungus Frommeëla mexicana var. indicae McCain & Hennen. Samples for transmission electron microscopy were prepared using high pressure freezing followed by freeze substitution. This protocol provided excellent preservation of both host cells and fungal haustoria. Each haustorium of F. mexicana var. indicae possessed a long slender neck with a neck band and an expanded body that contained two nuclei positioned close together. The haustorial body was lobed and sometimes even branched but lacked septa. Details of the extrahaustorial membrane that separated each haustorium from the cytoplasm of its host cell were particularly well preserved. Extensive labyrinth cell wall ingrowths developed around haustorial necks, as well as elsewhere, in infected cells. These ingrowths appeared to be identical to those present in plant transfer cells. Transfer cells are thought to be involved in intensive solute transfer over short distances. This appears to be the first report of the development of transfer cells in response to infection by a plant pathogenic fungus.Key words: haustoria, transfer cells, freeze substitution, electron microscopy.En utilisant conjointement la microscopie électronique par balayage et par transmission, les auteurs ont examiné le relation hôte-pathogène dans les feuilles du Duchesna indica (Andrz) Focke infectées par un champignon de la rouille, le Frommeela mexicana var indicae McCain & Hennen. Ils ont préparé les échantillons pour la microscopie par transmission en utilisant la congélation sous pression suivie d'une cryo-substitution. Ce protocole donne une excellente conservation, à la fois des cellules hôtes et des haustéries fongiques. Chaque haustérie du F. mexicana var. indicae possède un long col avec un anneau du col et un corps dilaté contenant deux noyaux situés très près l'un de l'autre. Le corps de l'haustérie est lobé et quelques fois même ramifié, mais ne porte pas de septum. Les détails de la membrane extra-haustoriale, qui sépare chaque haustérie du cytoplasme de la cellule hôte, sont particulièrment bien conservés. D'importantes invaginations en labyrinthe de la paroi cellulaire se forment autour du col de l'haustérie ainsi qu'ailleurs, dans les cellules infectées. Ces invaginations semblent être identiques à celles qu'on trouve dans les cellules de transfert de la plante. On croit que les cellules de transfert sont impliquées dans le transfert intensif de solutés sur de courtes distances. Il semble bien qu'il s'agisse ici de la première mention du développement de cellules de transfert, en réaction à l'infection par un champignon pathogène des plantes.Mots clés : haustérie, cellules de transfert, cryo-substitution, microscopie électronique.[Traduit par la Rédaction]