遺伝子操作による病原糸状菌の生成する植物細胞壁分解酵素の制御

通过基因操作控制病原真菌产生的植物细胞壁降解酶

• 批准号: 09760046
• 负责人: 秋光 和也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760046/
• 关键词: カンキツ; brown spot病; 細胞壁分解酵素; endoPG; PGIP; 宿主特異的毒素; アルタナリア; LOX

カンキツbrown spot病は、欧米、中近東、オセアニア諸国を中心に発病し、我が国では現在まで本病の発病は報告されていないが、本病原菌の主要病原性因子である宿主特異的毒素を用いた感受性試験により、国内にも感受性を示す品種(イヨカン、ポンカン等)が多く栽培されていることが明らかとなった。そこで本病が国内で発病した際に迅速に対応し、また早期防除を行うために、本病害の感染機構における病原菌と宿主植物間の相互作用についての基礎研究を進めている。本年度に進展させた研究項目をあげたい。1) 標的遺伝子破壊法によendoPG欠損株の作製およびその解析本研究室で単離したendoPG、およびその遺伝子をもとに相同組換えを介した標的遺伝子破壊を行った。破壊株は、標的としたendoPG遺伝子の発現、endoPGの生成ともに欠落していた。この変異株と野生株の病原性には差が見られず、本酵素の単一欠損は病原性に影響を与えないことが明らかとなった。これらの結果は他のいくつかの直接貫入型の病原糸状菌の例と一致した。2) カンキツポリガラクツロナーゼ阻害蛋白遺伝子(PGIP)のクローニングと全塩基配列の決定、および発現系の構築PGIP遺伝子は植物の細胞壁構成蛋白であり、endoPGと反応して宿主の抵抗反応を誘導することが知られる。カンキツにおいてbrown spot病菌の生成するendoPGとどのような関係にあるかを知るため、6品種から11のPGIP遺伝子の配列を決定し、DDBJを通じてデータバンクに登録した。また、これらの遺伝子の発現系の構築のためにpET発現ベクターを用い、PGIP活性を保持する発現産物を得た。またこの発現産物を用いた抗体の作製にも成功し、この抗体はカンキツ葉のPGIPを認識した。

柑橘褐斑病主要发生在欧洲、美洲、中东和大洋洲国家，日本迄今为止尚未有该病的报道，药敏试验显示许多易感品种（伊予柑、椪柑等）均受到该病的影响。日本栽培。因此，为了在日本发生该病害时能够迅速应对并实施早期控制，我们正在对该病害的感染机制中病原体与寄主植物之间的相互作用进行基础研究。我想列出今年取得进展的研究项目。 1)使用靶向基因破坏方法创建endoPG缺陷菌株及其分析我们基于本实验室分离的endoPG及其基因，通过同源重组进行了靶向基因破坏。被破坏的菌株既缺乏目标endoPG基因的表达，也缺乏endoPG的产生。该突变株与野生株的致病性没有差异，表明该酶的单个缺失并不影响致病性。这些结果与直接穿透病原真菌的其他一些例子一致。 2）柑橘多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因（PGIP）的克隆、完整碱基序列的确定及表达系统的构建 PGIP基因是构成植物细胞壁的蛋白质，与endoPG反应诱导宿主据了解，抵抗反应。为了了解柑橘褐斑真菌产生的endoPG的关系，我们测定了6个品种的11个PGIP基因的序列，并通过DDBJ在数据库中注册。进一步利用pET表达载体构建这些基因的表达系统，获得保留PGIP活性的表达产物。我们还利用该表达产物成功生产了一种抗体，该抗体可以识别柑橘叶中的PGIP。

项目成果

大谷耕平・秋光和也ら: "ACR毒素感受性遺伝子に関する研究(I)ラフレモン遺伝子発現による大腸菌のACR毒素感受化" 日本植物病理学会報. 63・6. 231 (1997)

Kohei Otani、Kazuya Akimitsu 等：“ACR 毒素易感性基因的研究（I）粗柠檬基因表达对大肠杆菌的 ACR 毒素敏感性”日本植物病理学会通报 63, 6. 231 (1997)。

一色淳憲・秋光和也ら: "ナシ黒星病菌の生成するポリガラクツロナーゼについて(I)" 日本植物病理学会報. 64(発表予定). (1998)

Junnori Isshiki、Kazuya Akimitsu 等人：“关于梨黑星病菌产生的多聚半乳糖醛酸酶（I）”日本植物病理学会通报 64（待出版）。

大谷耕平・秋光和也ら: "ACR毒素感受性遺伝子に関する研究(II)大腸菌をACR毒素感受化するラフレモン遺伝子(ACRS)の構造解析" 日本植物病理学会報. 64・6. 617 (1998)

Kohei Otani、Kazuya Akimitsu 等：“ACR 毒素易感性基因的研究（II）使大肠杆菌对 ACR 毒素敏感的粗柠檬基因（ACRS）的结构分析”日本植物病理学会通报 64、6。 617 (1998)

Akimitsu,K.,et al.: "Molecular genetics of host-specific toxins in plant disease" Biochemical and molecular roles of HST and enzymes produced by pathogen of citrus brown spot disease., 281-290 (1998)

Akimitsu,K.,et al.：“植物病害中宿主特异性毒素的分子遗传学”HST 和柑橘褐斑病病原体产生的酶的生化和分子作用。，281-290 (1998)

Isshiki,A., et al.: "Purification and characterization of an endoplolygalacturonase from the rough lemon pathotype of Alternaria alternata,the cause of citrus brown spot disease." Physiol Mol Plant Pathol. 51. 155-167 (1997)

Isshiki,A. 等人：“从链格孢菌（柑橘褐斑病的病因）粗柠檬病型中纯化和表征内聚半乳糖醛酸酶。”