ジャガイモ植物の感染防御応答の開始反応に関わる酵素系の分子基盤とその制御機構

马铃薯植物感染防御反应启动酶系统的分子基础和控制机制

• 批准号: 00J04312
• 负责人: 加藤 新平
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J04312/
• 关键词: ジャガイモ植物; 病害ストレス; 情報伝達; MAPキナーゼ; リン酸化; エリシター

ジャガイモ塊茎を疫病菌菌体壁成分エリシターで処理するとMAPキナーゼStMPK1が活性化される。StMPK1の機能解析の一端として、StMPK1によりin vitroでリン酸化されるタンパク質PPS(protein phosphorylated by StMPK1 in vitro)1〜7をin vitro expression cloning法によりジャガイモ塊茎cDNAライブラリーより同定した。得られたPPS遺伝子の機能を明らかにするため、PVXとN. benthamianaを用いたRNAサイレンシングを行った。N. benthamianaのPPSホモログ(NbPPS1〜7)のcDNA断片をPCRにより増幅し塩基配列を決定したところ、得られたホモログはそれぞれ75-94%の同一性を示した。得られたcDNA断片をPVXベクターにクローニングした(PVX::NbPPS1〜7)。各インサートを持つPVXをアグロバクテリウムを介してN. benthamianaに感染させたところ、PVX::NbPPS4感染植物は頂芽優性が失われ、PVX::NbPPS7が感染した植物はわい化した。PVX感染4週間後の上位葉に、StMPK1上流のMAPキナーゼキナーゼの恒常的活性型変異体であるStMEK1^<DD>を一過的に発現させ、各遺伝子のサイレンシングがStMEK1^<DD>により誘導される抵抗反応におよぼす影響を調べた。その結果、PVX::NbPPS3感染植物においてStMEK1^<DD>により誘導されるHR様の組織の褐変化が遅延した。この結果、PPS3がStMPK1の生理的な基質であるという考えを支持する。

当马铃薯块茎用疫霉属细菌壁成分诱导子处理时，MAP 激酶 StMPK1 被激活。作为 StMPK1 功能分析的一部分，通过体外表达克隆从马铃薯块茎 cDNA 文库中鉴定了 StMPK1 体外磷酸化蛋白 (PPS) 1-7。为了阐明所获得的PPS基因的功能，我们使用PVX和本塞姆氏烟草进行RNA沉默。通过PCR扩增本塞姆氏烟草PPS同系物(NbPPS1～7)的cDNA片段并测定碱基序列，结果得到的同系物的同一性为75～94％。将获得的cDNA片段克隆至PVX载体(PVX::NbPPS1-7)中。当本塞姆氏烟草通过农杆菌感染含有每个插入片段的PVX时，感染PVX::NbPPS4的植物失去顶端优势，而感染PVX::NbPPS7的植物变得矮化。 StMEK1^<DD>是StMPK1上游MAP激酶激酶的组成型活性突变体，在PVX感染后4周在上部叶片中瞬时表达，并且StMEK1^<DD>的各个基因被沉默，从而对诱导的抗性产生影响。响应进行了调查。结果，在PVX::NbPPS3感染的植物中，StMEK1^<DD>诱导的HR样组织褐变被延迟。该结果支持PPS3是StMPK1的生理底物的观点。

项目成果

Shinpei Katou: "Functional analysis of potato mitogen-activated protein kinase kinase, StMEK1"Journal of General Plant Pathology. (in press).

Shinpei Katou：“马铃薯丝裂原激活蛋白激酶激酶 StMEK1 的功能分析”普通植物病理学杂志。