ムギ類－いもち病菌間特異性を支配する抵抗性遺伝子の病原菌認識機構の解明

阐明控制小麦瘟病特异性的抗性基因的病原体识别机制

• 批准号: 22K20580
• 负责人: 足助 聡一郎
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20580/
• 关键词: いもち病菌; オオムギ; コムギ; 非病原力遺伝子; 抵抗性遺伝子

クローニングに成功したHMA-tandem kinaseをコードする抵抗性遺伝子の非病原力遺伝子認識機構を明らかにするために、Rmo2とRwt7のHMAドメインとtandem kinaseドメインをスワップさせたキメラコンストラクトを導入したオオムギ形質転換体を用いた接種実験を試みた。しかしながら、すべての接種組み合わせにおいて形質転換体は感受性を示し、期待通りの結果を得ることはできなかった。各遺伝子の配列類似性をもとにキメラ化したが、その際に、抵抗性遺伝子として機能するために重要な構造を壊してしまった可能性がある。そこで、Rmo2の近傍に座乗し同じくHMA-tandem kinaseをコードする黒さび病抵抗性遺伝子Rpg1に着目した。今後、Rmo2に構造がより類似しているRpg1 kinaseドメインにRmo2 HMAドメインを融合させたキメラコンストラクトを作成し、プロトプラストアッセイによって、PBY2の認識による細胞死が起こるかどうかを検証する予定である。一方、アワいもち病菌GFSI1-7-2が保有するMAXエフェクター様遺伝子の逆遺伝学的な予測を試みた。GFSI1-7-2の参照配列に感染時のRNA-seqリードをマッピングし、transcriptomeを予測した。SignalP、HMMERを用いたモチーフ検索によって、最終的に26個の遺伝子をMAXエフェクター様の構造をとる分泌シグナルを有するタンパク質コード遺伝子として同定した。このうちいずれかの遺伝子産物が、HMAドメインを有するオオムギの抵抗性遺伝子Rmo2又はコムギの抵抗性遺伝子Rwt7によって認識されていると予想する。

为了阐明成功克隆的编码HMA串联激酶的抗性基因的无毒基因识别机制，我们用嵌合构建体转化大麦，其中Rmo2和Rwt7的HMA结构域和串联激酶结构域被交换，我们尝试使用以下方法进行接种实验。一个人体。然而，转化子对所有接种组合均表现出敏感性，未能获得预期结果。嵌合现象是基于每个基因的序列相似性而产生的，但这样做时，作为抗性基因起作用的重要结构可能被破坏。因此，我们重点关注黑锈病抗性基因Rpg1，该基因位于Rmo2附近，也编码HMA串联激酶。未来，我们计划创建一个嵌合结构，其中Rmo2 HMA结构域与Rpg1激酶结构域融合，其结构与Rmo2更相似，并使用原生质体测定来验证细胞死亡是否因PBY2识别而发生。另一方面，我们尝试对粟瘟菌GFSI1-7-2所具有的MAX效应样基因进行反向遗传预测。感染期间的RNA-seq读数被映射到GFSI1-7-2的参考序列以预测转录组。通过使用SignalP和HMMER进行基序搜索，我们最终鉴定了26个基因作为具有MAX效应子样结构的分泌信号的蛋白质编码基因。预计这些基因产物之一可以被具有HMA结构域的大麦抗性基因Rmo2或小麦抗性基因Rwt7识别。