分泌ペプチドの特徴を利用したトマト病害抵抗性ペプチドの迅速な機能解析法の確立

利用分泌肽特征建立番茄抗病肽快速功能分析方法

• 批准号: 21K14831
• 负责人: 近藤 隆之
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14831/
• 关键词: 病害抵抗性ペプチド; 分泌ペプチド; トマト; シロイヌナズナ; 短い遺伝子

世界の作物生産は病原微生物が原因となる病害で大きな被害を被っており、植物の病害抵抗性を向上させる技術開発が求められている。世界で最も多く生産される野菜のトマトも例外ではなく、病原性糸状菌感染によるトマト萎凋病や灰色カビ病の被害は深刻である。近年、短い遺伝子がコードする分泌ペプチドが防御応答に関わっていることが明らかにされてきた。所属研究室の先行研究では病原性糸状菌Fusarium oxysporumに感染したトマトのプロテオーム解析から、病原性糸状菌の感染抑制効果を示すペプチドを見出している。本研究では、トマトの病原菌抵抗性を強化する病害抵抗性ペプチドの詳細な機能解析を行うと同時に、形質転換植物を使わない迅速で簡便な分泌ペプチドの機能解析法を確立することを目的とした。本年度は、先行研究で見出した11個の病害抵抗性ペプチド遺伝子に着目し、モデル植物シロイヌナズナを用いた感染抵抗性評価を実施した。人工合成したペプチド断片をF. oxysporumおよびB. cinereaの胞子懸濁液と混合し、シロイヌナズナ葉の表面に滴下し、数日間培養後に病変部を観察した。その結果、トマトを用いた試験で病害抵抗性が見出された11遺伝子全てがシロイヌナズナを用いた試験でも同様の病害抵抗性を示した。さらに、これら11遺伝子由来のペプチドについて低濃度での病害抵抗性試験を行い、低濃度でもF. oxysporumおよびB. cinereaに対して顕著な病害抵抗性をしめす遺伝子としてそれぞれ1遺伝子ずつを選抜した。本年度の研究によって、非モデル植物で探索した病害抵抗ペプチドの機能解析をモデル植物を使って行うための第一段階である網羅的なスクリーニング試験が実施できることを示した。

世界各地的农作物生产正遭受病原微生物引起的病害的严重损害，需要开发技术来提高植物的抗病能力。番茄作为世界上产量最多的蔬菜，也不例外，因病原真菌感染引起的番茄枯萎病和灰霉病而遭受严重损害。近年来，人们发现短基因编码的分泌肽参与防御反应。在我实验室前期的研究中，我们通过对感染病原丝状真菌尖孢镰刀菌的番茄进行蛋白质组分析，发现了可以抑制病原丝状真菌感染的肽。在本研究中，我们对增强番茄病原体抗性的抗病肽进行了详细的功能分析，同时我们的目标是建立一种快速、简单的方法，用于不需要转化植物的分泌肽的功能分析。今年，我们重点研究了前期研究中发现的11个抗病肽基因，并利用模式植物拟南芥评估了其抗感染性。将人工合成的肽片段与尖孢镰刀菌和灰霉病菌的孢子悬浮液混合，滴到拟南芥叶片表面，培养数天后观察病斑情况。结果，在番茄试验中发现具有抗病性的所有11个基因在拟南芥试验中也表现出类似的抗病性。另外，对源自这11个基因的肽进行低浓度的抗病性试验，选择各1个基因作为即使在低浓度下也对尖孢镰刀菌和灰霉病菌表现出显着的抗病性的基因。今年的研究表明，进行全面的筛选测试是可能的，这是利用模式植物对非模式植物中发现的抗病肽进行功能分析的第一步。

项目成果

塩ストレス耐性を強化するペプチド性遺伝子

增强盐胁迫耐受性的肽基因

• 发表时间: 2021
• 期刊: アグリバイオ・植物ペプチドの多様な生理機能と応用展開
• 作者: Yamada Y.;Urui M.;Oki H.;Inoue K.;Matsui H.;Ikeda Y.;Nakagawa A.;Sato F.;Minami H.;Shitan N.;近藤 隆之・中南 健太郎・花田 耕介
• 通讯作者: 近藤 隆之・中南 健太郎・花田 耕介