シロイヌナズナの抵抗性遺伝子と病原体抗原遺伝子の共進化に関する研究

拟南芥抗性基因与病原抗原基因协同进化研究

基本信息

  • 批准号:
    02J08855
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

シロイヌナズナで見つかっている病原体認識遺伝子、R遺伝子は、LRRと呼ばれるシグナル伝達に関わると思われる領域を持ち、バクテリアの持つAvr遺伝子の産物を特異的に認識して免疫反応を引き起こす。しかしながら、R遺伝子、Avr遺伝子の分子進化上の対応関係については未だ明らかにされていない。本研究は、シロイヌナズナのR遺伝子の一つ、RPS5の種内変異を解析すると共に、自然界における主要な病原体と思われるPseudomonas viridiflavaのAvr遺伝子を同定し、種内変異を基にR遺伝子との共進化のパターンについて解析を行うことにより、植物の抵抗性遺伝子とバクテリアの抗原遺伝子の間の相互作用、植物の免疫システムの獲得プロセスを解明することを目的としている。本年度は、昨年度より研究代表者が共同研究者であるシカゴ大学生態進化学講座のメンバーと共に携わってきたRPS5の種内変異の解析を行い、この遺伝子が、これまで一般に受け入れられていた「軍拡競争仮説」の予測に反して分子進化上、長期にわたって「病原体抵抗性・非抵抗性」の種内多型を選択的に維持していることを示した。また、自家受精型であるこのシロイヌナズナにおいて、上記の遺伝子で選択的種内多型を維持したことがゲノム上の隣接する遺伝子に与える影響を、周辺部位のDNA多型から推定したところ、その影響の範囲がおよそ10KB以内であったことも示した。さらに、バクテリアの一種、Pseudomonas viridiflava及びPseudomonas syringaeがシロイヌナズナに寄生する天然の寄生バクテリアであることを示すに当たって、寄生に不可欠なプロセスに関与する複数の遺伝子がこれらのバクテリアに存在することを示した.。
R基因是在拟南芥中发现的病原体识别基因,有一个称为LRR的区域,被认为参与信号转导,并特异性识别细菌Avr基因的产物并触发免疫反应。然而,R基因和Avr基因之间的分子进化对应关系尚未阐明。在本研究中,我们分析了拟南芥R基因之一RPS5的种内变异,并鉴定了被认为是自然界主要病原体的绿色假单胞菌Avr基因,并基于种内变异,我们分析了拟南芥R基因之一RPS5的种内变异通过分析进化模式,旨在阐明植物抗性基因与细菌抗原基因之间的相互作用,以及植物免疫系统的获得过程。今年,首席研究员和他的合作研究人员,即芝加哥大学生态与进化系的成员,自去年以来一直参与分析 RPS5 的种内变异,这与分子“假设”的预测相反。进化表明,“病原体抗性/不抗性”的种内多态性在很长一段时间内选择性地维持。另外,在该自花授精的拟南芥中,我们从周围区域的DNA多态性估计了上述基因中维持选择性种内多态性对基因组中相邻基因的影响,结果也表明该范围在大约10KB之内。此外,在证明绿色假单胞菌和丁香假单胞菌是感染拟南芥的天然寄生细菌时,我们发现这些细菌含有参与寄生过程所必需的多个基因。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tian, Araki, Stahl, Bergelson, Kreitman: "Signature of balancing selection in Arabidopsis"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99(17). 11525-11530 (2002)
Tian、Araki、Stahl、Bergelson、Kreitman:“拟南芥平衡选择的签名”美国国家科学院院刊。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Jakob, Goss, Araki, Van, Kreiman, Bergelson: "Pseudomonas viridiflava and P.Syringae-Nature Pathogens of Arabidopsis thaliana"Molecular Plant-Microbe Interactions. 15(12). 1195-1203 (2002)
Jakob、Goss、Araki、Van、Kreiman、Bergelson:“绿色假单胞菌和丁香假单胞菌-拟南芥的自然病原体”分子植物-微生物相互作用。
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    0
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    荒木 仁志

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