イネにおけるもみ枯細菌病抵抗性遺伝子の単離と機能解明

水稻抗稻瘟病基因的分离及功能阐明

• 批准号: 21K05523
• 负责人: 溝淵 律子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05523/
• 关键词: イネ; 病害抵抗性; もみ枯細菌病; Burkholderia glumae

もみ枯細菌病はイネにおける種子伝染性の重要病害であるが、イネにおける抵抗性遺伝子は今まで明らかにされたものはない。課題担当者は、インド由来の在来品種「Nona Bokra」が強い抵抗性を示すことを見出し（Mizobuchi et al. 2013 TAG）、「Nona Bokra」の有する抵抗性遺伝子RBG1について遺伝解析を進めたところ、RBG1の候補遺伝子はリン酸化酵素と予測される遺伝子であることをすでに明らかにしている。RBG１-NILとコシヒカリ間での発現パターンおよび発現量には明確な違いがないことがわかったことから、両品種のRBG1のアミノ酸の違いを生じさせるSNP（３カ所）が機能に影響を与える可能性を想定し、各々のSNPについて変異型のタンパク質を合成しリン酸化実験を行ったところ、RBG1は130番目のリシンがアスパラギンに置換されることによりリン酸化活性が高まることがわかった。さらに、RBG１-NILは感染後にコシヒカリより植物体内でのABA量の増加が極めて低く抑えている可能性が示唆された（ABAレポータ遺伝子の発現解析）。そこで、RBG１-NILに菌を接種後に、ABAを噴霧すると罹病程度が高まることが明らかになった。以上から、抵抗性遺伝子RBG1はABAを負に制御することにより抵抗性を獲得していることが明らかになった。また、RBG１-NILはもみ枯細菌病菌と同じBurkholderia属の苗立枯細菌病菌に対しても抵抗性を示した。

以前的死细菌疾病是水稻中种子传播的重要疾病，但到目前为止，尚未透露大米的抗性基因。负责分配的人已经促进了遗传分析抗性基因RBG1，这是一种强烈的抗性（Mizobuchi等人，RBG1的候选基因已经是一种基因，预计将是磷酸化的酶。由于事实证明，表达模式与rbg1-nil和koshihikari之间的表达量之间没有明显的差异，因此SNP（3个位置）会在两个品种的氨基酸之间产生差异，假定该功能。每种SNP的突变蛋白合成并进行磷酸化实验表明，RBG1通过用芦又芦他蛋白代替第130赖氨酸来增加磷酸化活性。此外，有人提出，与koshihikari相比，植物中的RBG1-NIL可能极大地降低了ABA的量（ABA报告基因的表达分析）。因此，很明显，喷涂ABA会增加RBG1-NIL细菌后的疾病程度。从上面，它揭示了抗性基因RBG1通过负面控制，从而获得了抗药性。 RBG1-NIL也对同一Burkholderia随后的细菌疾病细菌具有抵抗力，与RBG1-NIL细菌疾病相同。