非宿主植物抵抗性に必要であるEDR1依存的免疫経路の分子機構解析

非寄主植物抗性所需的EDR1依赖性免疫途径的分子机制分析

基本信息

批准号：
10J03196
负责人：
晝間敬
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

植物が本来は異なる植物種に感染する病原菌(不適応型菌)に対して発揮する強固かつ安定な抵抗性は、「非宿主抵抗性」と呼ばれている。申請者は、これまでにEDR1と呼ばれるキナーゼが炭疽病菌に対する本抵抗性に寄与していることを明らかにしている。また、EDR1は、病原菌存在下に抗菌ペプチドであるディフェンシン遺伝子の発現誘導を正に制御することが判明し、その制御が非宿主抵抗性に重要であることが明らかになっている。以上の背景の下、申請者は、まずEDR1の細胞内局在性を調査した。EDR1-GFPの細胞内局在をシロイヌナズナのプロトプラストおよびシロイヌナズナの形質転換体を用いた解析から調査したところ、EDR1は細胞質そして核に局在することが強く示唆された。これまでの研究によりEDR1は核局在性のMYC2の機能を阻害することでディフェンシンを誘導することが示唆されていたため、EDR1の核局在性は核内でのMYC2に対する機能阻害を示唆した。つぎに、EDR1の核局在がEDR1の機能に重要であるかどうかを調査するため、edr1変異体において、EDR1に核排出シグナル(NES)を融合させた遺伝子をEDR1の本来のプロモーター配列下で発現させる形質転換体を作出したところ、形質転換体における抵抗性は回復しなかったことから、EDR1の核局在は非宿主抵抗性の発揮に重要であることが示唆された。第3に、EDR1の相互作用因子を同定するため、edr1変異体にEDR1の本来のプロモーター下でEDR1-3HA(EDR1にHA配列を3つ付加した融合タンパク)を発現させるような形質転換体を作出した。形質転換体においては野生型レベルまで非宿主抵抗性が回復することが判明した。この結果から、EDR1-3HAは機能的であることが明らかになった。さらに、ウエスタン解析を行った結果、目的の位置にEDR1-3HAのバンドが確認された。

植物对通常感染不同植物物种的病原菌（适应不良细菌）表现出强烈而稳定的抵抗力，称为“非宿主抵抗力”。申请人之前已经证明，一种名为 EDR1 的激酶有助于这种对炭疽的抵抗力。此外，已经发现，在病原体存在的情况下，EDR1 正向调节防御素基因表达的诱导，防御素基因是抗菌肽，并且这种调节已被证明对于非宿主抗性很重要。基于上述背景，申请人首先对EDR1的细胞内定位进行了研究。当我们使用拟南芥原生质体和拟南芥转化体研究EDR1-GFP的细胞内定位时，强烈表明EDR1定位于细胞质和细胞核中。先前的研究表明，EDR1通过抑制核定位的MYC2的功能来诱导防御素，因此EDR1的核定位表明它抑制了细胞核中MYC2的功能。接下来，为了研究 EDR1 的核定位对于 EDR1 的功能是否重要，我们在 edr1 突变体中创建了一个基因，其中核输出信号（NES）在 EDR1 的原始启动子序列下与 EDR1 融合。表达 EDR1，转化体的抗性没有恢复，这表明 EDR1 的核定位对于发挥非宿主抗性很重要。第三，为了鉴定EDR1的相互作用因子，我们创建了一个转化体，其中edr1突变体在EDR1的原始启动子下表达EDR1-3HA（在EDR1上添加了三个HA序列的融合蛋白）。发现转化体的非宿主抗性恢复至野生型水平。这些结果表明 EDR1-3HA 具有功能。另外，Western分析的结果，在目标位置确认了EDR1-3HA条带。