植物のPAMP誘導免疫における多様性の分子基盤と生物学的意義の解明

阐明 PAMP 诱导的植物免疫多样性的分子基础和生物学意义

基本信息

批准号：
21J12703
负责人：
大野恵梨佳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12703/
关键词：
植物保護 PAMPs MAMPs PTI nlp24 キメラ

植物保護 PAMPs MAMPs PTI nlp24 キメラ

项目摘要

高等植物は、病原菌に特有のタンパク質や糖の部分配列(PAMPs)を細胞膜上に存在する受容体によって認識することで免疫応答を活性化し、病原菌による感染から身を守っている。以前の結果からPAMPsにより活性化される植物の免疫応答には、認識されたPAMPsの種類により違いがあることが明らかになった。本研究では、2種類のPAMPs、nlp24（おもに糸状菌の分泌タンパク質に由来）とflg22（細菌のべん毛タンパク質に由来）に焦点を当て、PAMPsの種類によって植物の免疫応答に違いが生じる分子メカニズムとその生物学的意義の解明を目指している。分子メカニズムの解明に向けnlp24が活性化する免疫応答に特異的に関与する遺伝子群の網羅的な探索を行った。シロイヌナズナを用いた変異体スクリーニングにより、供試した5種類のPAMPsの中でnlp24処理時にのみ野生型と比較して免疫応答関連遺伝子ERF1の発現量が減少する変異体を5系統得た。植物病原糸状菌であるアブラナ科黒すす病菌の接種試験を行った結果、4つの系統で罹病性の増大が観察された。さらに、一つの変異体についてはその原因遺伝子の確定を完了した。また、植物免疫の多様性にPAMPs受容体がどのように影響を与えているのか明らかにするため、受容体を構成する各ドメイン(細胞外ロイシンリッチリピートドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内キナーゼドメイン)を異なるPAMPs受容体の各ドメインと入れ替えたキメラ受容体を有する形質転換植物の作出を行った。キメラ受容体の作成にはnlp24の受容体RLP23とflg22の受容体FLS2を使用し、それぞれの受容体を欠損したシロイヌナズナにアグロバクテリウム法により導入した。今後、キメラ受容体の発現量が安定した系統の選抜を行い、これらの形質転換植物にPAMPsを処理し各種免疫応答の活性化レベルを定量比較する予定である。

较高的植物通过识别出存在于细胞膜上的受体的病原体特异性蛋白和糖亚序列（PAMP）来激活免疫反应，从而保护自己免受病原体的感染。先前的结果表明，由PAMP激活的植物的免疫反应取决于所识别的症状的类型。这项研究的重点是两种类型的PAMP NLP24（主要源自丝状真菌的分泌蛋白）和FLG22（源自细菌鞭毛蛋白），并旨在阐明根据PAMPS类型引起免疫反应的植物反应差异的分子机制和生物学意义。为了阐明分子机制，我们对特异性涉及的基因进行了详尽的搜索，这些基因专门参与了由NLP24激活的免疫反应。使用拟南芥的突变体筛选产生了5个突变体，这些突变体与野生型相比，与野生型相比，在用NLP24处理时，与免疫反应相关基因ERF1的表达水平降低。对植物致病真菌的接种试验进行了接种测试，并在四种菌株中观察到了易感性提高。此外，对于一个突变体，证实了病因基因。此外，为了阐明PAMP受体如何影响植物的免疫多样性，用嵌合受体创建了转化的植物，在该受体中，每个构成受体的域（细胞外亮氨酸重复域，跨膜结构域和细胞内激酶结构域）被用不同PAMPS受体的每个结构域代替。使用NLP24的受体RLP23和FLG22的受体FLS2以及拟南芥的受体FLS2制备嵌合受体，这些受体在每个受体中都缺乏，并使用农业杆菌进行了引入。将来，我们将选择一条具有稳定表达水平的嵌合受体的线，并用弹药处理这些转化的植物，并定量比较各种免疫反应的激活水平。