宿主特異的ACR毒素を介した植物・糸状菌間の分子応答機構の解明

阐明宿主特异性 ACR 毒素介导的植物与丝状真菌之间的分子反应机制

• 批准号: 12052221
• 负责人: 秋光 和也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12052221/
• 关键词: ACR毒素; ACT毒素; Alternaria; カンキツ; ペクチン分解酵素; 宿主特異的毒素; サプレッサー; 抵抗性

本研究は、1)大腸菌をACR毒素感受化させる宿主ミトコンドリア(mt)ゲノム遺伝子ACRSの産物とACR毒素との分子応答は宿主感受化への分子スイッチであるかどうか、2)カンキツのストレス・防御応答で、各種抵抗性遺伝子の発現誘導における、宿主特異的毒素・細胞壁分解酵素の重要性を検証した。Alternaria alternata rough lemon pathotypeにより生産されるACR毒素は、宿主特異的毒性をもち、その作用機構はmtでの酸化的リン酸化の脱共役と補因子の漏出によるTCA回路の停止である。先に、大腸菌をACR毒素に感受化させるカンキツmt遺伝子(ACRS)を単離し、本遺伝子を含む約2600bpのラフレモンDNA断片領域の塩基配列を決定した。本遺伝子は、tRNA-Alaのイントロン部分に位置し、またACR毒素感受性、抵抗性カンキツの双方のmtゲノム中に存在する。しかしながら、ACR毒素抵抗性品種のmtでは本遺伝子転写物がプロセッシングを受けて破壊されることにより、ペプチドが翻訳されていないことが明らかとなった。一方、感受性品種のmtでは、本遺伝子の転写物がプロセッシング等の修飾を受ず、翻訳された産物はSDS-抵抗性のpore-formingタイプのACR毒素レセプターであることが明らかとなった。カンキツの病害抵抗性に関与するPGIP,LOX,CHS,PAL,HPL,AOS,FAD7,PDLの遺伝子はいずれも、菌接種後30分以内に発現誘導がかかり、菌の組織への侵入開始以前にシグナル伝達を伴う何らかの分子応答があることが明らかとなった。そこで、菌胞子がカンキツ細胞へ付着した直後から分泌されることが知られる宿主特異的毒素・細胞壁分解酵素に着目し、標的破壊法によりACT毒素生産、endoPG生産欠損菌を作出した。これら欠損株をラフレモン葉に接種し、防御反応関連遺伝子の発現誘導へどのような影響がでるかを検定した結果、これらの因子の欠損株はいずれも、抵抗性関連遺伝子の初期発現誘導を著しく阻害し、宿主特異的毒素・細胞壁分解酵素のいずれも抵抗性誘導に重要な役割をもつことが示唆された。

这项研究检查了1）宿主线粒体（MT）基因组基因组ACR的分子反应是否使大肠杆菌和ACR毒素敏感是对宿主敏感性的分子转换； 2）宿主特异性毒素和细胞壁降解酶在柑橘的胁迫保护反应中诱导各种抗性基因的表达的重要性。由替代品产生的ACR毒素粗糙的柠檬病原体具有特异性毒性，其作用机理是在MT处氧化磷酸化的解偶，并且由于辅助因子泄漏而导致的TCA回路终止。首先分离出使大肠杆菌易感ACR毒素的柑橘MT基因（ACRS），并确定了大约2600 bp的Raffremon DNA片段的基本序列，确定了该基因的大约2600 bp。该基因位于tRNA-ALA的内含子中，也存在于ACR毒素敏感和抗性柑橘的MT基因组中。然而，据揭示，当基因转录物在抗ACR毒素耐药品种中加工和破坏时，未翻译肽。另一方面，在易感的品种MT中，该基因的转录本不受加工或其他修饰的进行，并且揭示了翻译的产物是一种耐SDS的孔形成孔型ACR毒素受体。 PGIP，LOX，CHS，PAL，HPL，AOS，FAD7和PDL的所有基因涉及柑橘的抗病性，在接种细菌后30分钟内诱导了诱导的，并且发现在细菌入侵细菌之前，有一些分子反应，并有一些分子反应。因此，我们专注于宿主特异性的毒素和细胞壁降解酶，这些酶在粘附于柑橘细胞的细菌孢子后立即分泌，并使用有针对性的破坏方法产生了缺乏活性毒素和endopg产生的细菌。 These defective strains were inoculated into Raffremon leaves and tested to see what effect it had on the induction of expression of defense-related genes, and it was suggested that both of the defective strains of these factors significantly inhibited the induction of initial expression of resistance-related genes, and that both host-specific toxins and cell wall-degrading enzymes have an important role in induction of resistance.

项目成果

Masunaka,A.,Akimitsu,K, et al.: "Distribution and characterization of AKT homolgs in the tangerine pathotype of Alternaria alternata"Phytopathology. 90. 762-768 (2000)

Masunaka,A.、Akimitsu,K 等人：“AKT 同源物在链格孢属橘子致病型中的分布和特征”植物病理学。

秋光和也 ら: "Alternaria brown spot病菌に対する宿主植物感受化の分子機構"日本植物病理学会. 26-35 (2000)

Kazuya Akimitsu 等人：“宿主植物对链格孢褐斑病真菌敏感的分子机制”日本植物病理学会 26-35 (2000)。

Moriguchi,T.,Komatsu,A.,Akimitsu,K., et al.: "Molecular cloning of a homologue of dad-1 gene in citrus : distinctive expression during fruit development,"Biochimica et Biophysica Acta. 1490. 198-202 (2000)

Moriguchi,T.、Komatsu,A.、Akimitsu,K. 等人：“柑橘中 bad-1 基因同源物的分子克隆：果实发育过程中的独特表达”，《生物化学与生物物理学学报》。

Akimitsu,K., et al.: "Citrus Responses to a Pathogenicity Factor : The Brown Spot Disease caused by the Rough Lemon Pathotype of Alternaria alternata"APS Press. 202-211 (2000)

Akimitsu，K.，等：“柑橘对致病因素的反应：由链格孢的粗糙柠檬致病型引起的褐斑病”APS Press。