Analysis of Colletotrichum fungi recognition systems consisting of dual resistance protein

双抗性蛋白组成的炭疽菌真菌识别系统分析

基本信息

批准号：
20K05967
负责人：
鳴坂義弘
金额：
$ 2.83万
依托单位：
岡山県農林水産総合センター生物科学研究所
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

植物は病気から身を守るため、病原体が分泌するAVRエフェクター（非病原性因子）を抵抗性(R)蛋白質により認識して病原体の存在を感知し、病原体に対する抵抗性を発揮している。研究代表者は、シロイヌナズナのゲノム上に病原糸状菌のアブラナ科野菜類炭疽病菌(Colletotrichum higginsianum、以下、アブラナ炭疽病菌と略す)に対する抵抗性(R)遺伝子座が、2セット存在することを世界に先駆けて発見した。1セットは5番染色体上で隣接したR遺伝子RPS4およびRRS1がペアとなり、R蛋白質複合体を形成した。もう一つ(RCH1)は４番染色体上腕に座乗し、独立してR蛋白質として働くと推察された。しかし、宿主植物のゲノム上にアブラナ炭疽病菌に対する複数のR遺伝子座が存在することの意義は明らかになっていない。不活性型のRRS1-SとRCH1-Sを有しアブラナ炭疽病菌に感受性を示すLer-0を用いて、RCH1遺伝子座の特定を試みた。本菌に抵抗性を示すSt-0とLer-0を交配して得られたF2個体を用いてマッピングした結果、St-0の4番染色体上腕の75kb以内にアブラナ炭疽病菌を認識する抵抗性遺伝子座RCH1が存在することをつきとめた。さらにRNAseq解析により、本領域内に複数の転写産物が存在することが示唆され、RCH1候補領域の推定に成功した。また、アブラナ炭疽病菌に対する抵抗性発現におけるR蛋白質RCH1の役割、機能および貢献度を解明するため、RCH1の破壊植物の作製を試みた。アブラナ炭疽病菌に抵抗性のシロイヌナズナ生態型に変異原処理し、本菌に対して感受性になった複数の変異体を選抜した。感受性1ラインについて、戻し交雑1世代目の感受性個体を用いて、次世代シークエンサーによる原因遺伝子の特定を試みたが、同定に至らず、更なる戻し交雑が必要であることが示唆された。

为了保护自己免受疾病侵害，植物通过使用抗性（R）蛋白识别病原体分泌的AVR效应子（非致病因子）来感知病原体的存在，并表现出对病原体的抗性。首席研究员向全世界宣布，在拟南芥基因组中，有两组针对病原真菌Colletotrichum higginsianum（以下简称芸苔属炭疽病）的抗性（R）位点。在一组中，5号染色体上相邻的R基因RPS4和RRS1形成一对，形成R蛋白复合物。另一个 (RCH1) 位于 4 号染色体上臂，推测作为 R 蛋白独立发挥功能。然而，宿主植物基因组上甘蓝炭疽病多个 R 基因座的存在意义尚不清楚。我们尝试使用 Ler-0 来鉴定 RCH1 基因位点，Ler-0 具有非活性形式的 RRS1-S 和 RCH1-S，并且对甘蓝炭疽病敏感。使用对该细菌具有抗性的 St-0 和 Ler-0 杂交获得的 F2 个体进行作图，结果发现，在 St-0 的第 4 号染色体上臂 75 kb 范围内识别炭疽病的抗性，遗传位点 RCH1 存在。此外，RNAseq分析表明该区域内存在多个转录本，我们成功推导了RCH1候选区域。此外，为了阐明R蛋白RCH1在表达抗芸苔属炭疽病中的作用、功能和贡献，我们尝试创建RCH1破坏的植物。用诱变剂处理对甘蓝炭疽病具有抗性的拟南芥生态型，并选择了对真菌敏感的多个突变体。关于易感品系1，我们尝试使用下一代测序仪使用来自第一代回交的易感个体来鉴定致病基因，但我们无法鉴定它，这表明进一步的回交是必要的。