イネ病害抵抗性に重要な新奇ホルモン間クロストークを制御する因子に関する研究

水稻抗病重要新型激素间串扰控制因素研究

基本信息

批准号：
21K05599
负责人：
五味剣二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kagawa University
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

项目摘要

世界の主要作物であるイネにおいて、病害抵抗性誘導に重要な植物ホルモンであるジャスモン酸(JA)とサリチル酸(SA)のホルモン間クロストークについては未解明な部分が多い。しかも、イネは他の植物とは違う独自のホルモン間クロストーク機構を獲得していることがわかり始めている。本研究では、SAのメチル体であるMeSAによる新奇JA-SAクロストーク制御機構を分子レベルで解明し、イネホルモン間シグナル伝達機構に対する独創的・先駆的な研究を格段に発展させ、イネが独自に獲得した新奇抵抗性誘導機構の発掘を行う。昨年度は、MeSAを高蓄積するイネを用いて、JA-SAの共通の防御機構であるcommon defense system (CDS)の起動にはMeSAが重要な役割を持っていることを明らかとした。今年度は、昨年度作出に成功した、SAシグナルの中心的制御因子と考えられているOsNPR1の過剰発現体を用いた解析を中心に実施し、初期の研究計画通りの成果を得ることができた。具体的には以下の通りである。OsNPR1過剰発現体を用いたCDSマーカー遺伝子の発現挙動解析により、OsNPR1が多くのCDSマーカー遺伝子の発現制御に関与していることが明らかとなった。このことから、OsNPR1はSAシグナルの制御因子とともに、JA-SA共通のCDSも制御している重要な因子である可能性が示された。また、OsNPR1過剰発現体ではJA特異的防御関連遺伝子の発現は誘導されていなかったことから、OsNPR1はJA特異的シグナルには関与しないことが示唆された。また、SA処理によってMeSAが増加することも明らかとし、SAによって合成されるMeSAがSAシグナルの活性化に重要な可能性が示された。さらにMeSAの重要性を明らかにするため、タバコ由来のMeSA脱メチル化酵素を過剰発現したイネも作出した。

在世界主要作物水稻中，茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）之间的激素串扰仍然未知，这两种激素是诱导抗病性的重要植物激素。此外，人们开始清楚，水稻已经获得了不同于其他植物的独特的激素串扰机制。在本研究中，我们将在分子水平上阐明SA甲基形式MeSA的新型JA-SA串扰控制机制，并显着推进对水稻激素之间信号机制的原创性和开创性研究，从而使水稻成为独特的我们将挖掘过去获得的新颖的抵抗诱导机制。去年，我们利用积累大量MeSA的水稻，发现MeSA在激活共同防御系统（CDS）方面发挥着重要作用，CDS是JA-SA的共同防御机制。今年，我们重点使用去年成功创建的OsNPR1过表达蛋白进行分析，该蛋白被认为是SA信号的中心调节因子，并且能够按照最初的研究计划获得结果。具体而言，详细如下。使用 OsNPR1 过表达子对 CDS 标记基因的表达行为进行分析表明，OsNPR1 参与调节许多 CDS 标记基因的表达。这表明OsNPR1可能是不仅控制SA信号调节器而且控制JA-SA共有的CDS的重要因子。此外，OsNPR1 过表达子中没有诱导 JA 特异性防御相关基因的表达，表明 OsNPR1 不参与 JA 特异性信号。我们还发现MeSA随着SA处理而增加，表明SA合成的MeSA可能对于SA信号的激活很重要。此外，为了阐明 MeSA 的重要性，我们还培育了过度表达烟草来源的 MeSA 去甲基酶的水稻植株。