イネにおける防御関連二次代謝産物の多様化

水稻防御相关次生代谢物的多样化

基本信息

批准号：
22KJ2298
负责人：
假谷佳祐
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2298/
关键词：
イネファイトアレキシン種内多様性

项目摘要

植物は病原菌の感染に応答して、抗菌活性を有する化合物ファイトアレキシンを蓄積する。イネからは、20種類以上のファイトアレキシンが報告されており、その蓄積量は品種ごとに大きく異なる。本研究は、イネが多様な化学防御システムをどのように獲得したのか、1) 新奇ファイトアレキシン生合成経路の獲得メカニズム、2) ファイトアレキシンを蓄積しない品種における化学防御機構、を調べることで明らかにすることを目的とする。1)昨年までの研究で、イネの新奇ファイトアレキシンであるオリザラクトンの生合成を制御する遺伝子の一つとしてKSLXを同定した。KSLXは、KSL8およびKSL9と同じ遺伝子座に座乗したことから、対立遺伝子であると考えられた。KSLXは、KSL8の重複からはじまり、重複した遺伝子への変異の蓄積による新機能化、そして、遺伝子の融合により成立したと推定された。KSLXとKSL8が対立遺伝子として保持されてきたのは、KSLXとKSL8の代謝物の抗菌活性に違いによるものと予想した。糸状菌であるイネいもち病菌とイネごま葉枯病菌、細菌病原菌のイネ白葉枯病菌とイネモミ枯れ細菌病菌に対する抗菌活性を調べたが、抗菌活性に化合物間の差は認められなかった。2) 昨年までの研究で、Jinguoyinのファイトアレキシンとしてアビエトリジン類を発見している。アビエトリジン類の生合成遺伝子を、アビエトリジン類高蓄積系統と非蓄積系統のF2集団を用いたQTL-seq法により探索した。2つのQTLが検出され、そのうち一方にジテルペン合成酵素遺伝子が座乗していた。この遺伝子を、ベンサミアナタバコにおいて一過的に発現させたところ、アビエトリジンの生合成に関与する可能性が示唆された。

植物响应病原体感染而累积抗菌化合物植物甲状腺素。大米中已经报道了20多种类型的植物毒素，它们的积累差异很大。这项研究旨在通过检查稻米如何获得多种化学防御系统的方法1）获得新型植物甲状腺素生物合成途径的机制，以及2）不积聚植物甲状腺素的品种中的化学防御机制。 1）直到去年的研究将KSLX鉴定为调节oryzalactone的生物合成的基因，这是水稻中一种新型的植物甲状腺素。 KSLX被认为是一个等位基因，因为它位于与KSL8和KSL9相同的基因座。假定KSLX是从KSL8重叠开始的，然后通过将突变积累到重叠基因和基因融合中的新功能化而建立。我们预测，KSLX和KSL8被保留为等位基因是由于KSLX和KSL8代谢产物的抗菌活性差异所致。我们研究了针对丝状真菌，水稻爆炸和米芝麻叶的抗菌活性，细菌病原体，米白色爆炸和米FIR爆炸细菌疾病，但在抗菌活性中没有发现这些化合物之间的差异。 2）研究直到去年才发现Abietridines是Juyoyin的Abietridines。使用Abietridines的F2群体搜索Abietridines的生物合成基因，高度积累和非累积菌株。检测到两个QTL，其中一个在其顶部具有二甲酸合酶基因。该基因在本萨米亚烟草中的瞬时表达表明，它可能参与阿比替环的生物合成。