ナス科植物におけるジャガイモ疫病菌に対する抵抗性因子の網羅的解析

茄科植物马铃薯疫霉抗性因子综合分析

基本信息

批准号：
11J02734
负责人：
柴田裕介
金额：
$ 0.83万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度から引き続き、主に、1)ジャガイモ疫病菌抵抗性遺伝子の単離 2)ジャガイモ疫病菌抵抗性に必須なPDR型ABCトランスポーター(PDR1)の機能解析 3)PDR1を介して細胞外へ輸送される抗菌性化合物に関する研究を行い、一定の成果があった。1)ベンサミアナタバコの防御応答時に誘導される遺伝子をランダムにサイレンシングした株の作出を行い、ジャガイモ疫病菌抵抗性の低下する株の選抜を昨年度に引き続き行った。現在までに約2300株のスクリーニングを終え、本年度単離された疫病菌抵抗性関連遺伝子の特定を行っている。特に、これまでに単離された疫病菌抵抗性関連遺伝子SAR8.2の解析において、防御応答を誘導する新奇なペプチドホルモンであることが示唆され、今後の詳細な解析が期待される。2)ジャガイモ疫病菌抵抗性遺伝子スクリーニングから単離されたPDR1の機能について、詳細に解析を行った。これまでにベンサミアナタバコにおけるPDR1の細胞内局在は明らかではなかったが、全長PDR1遺伝子にGFPを融合させたキメラタンパク質を用いた実験により、PDR1は細胞膜に局在することを明らかにした。さらにPDR1の細胞内局在は疫病菌感染時において感染を受けた箇所に強く集積することを見出し、抗菌性化合物などを効率的に細胞外輸送していることが示唆された。3)昨年度までに、疫病菌抵抗性には恒常的に蓄積するジテルペノイドが侵入前抵抗性に、疫病菌感染後に蓄積誘導されるセスキテルペノイドファイトアレキシンが侵入後の抵抗性にそれぞれ重要であり、いずれの化合物もPDR1により細胞外輸送される可能性を示唆した。本年度はジテルペノイド合成酵素遺伝子であるGGPPSに着目し研究を行った。GGPPSは防御応答誘導時顕著に発現抑制を受けることを明らかにした。さらにGGPPSサイレンシング株におけるエリシター誘導性のファイトアレキシンの蓄積量は対照株より増加していた。このことから、ジテルペノイドとセスキテルペノイド合成の適切な切り替えが抵抗性に重要であることを示唆した。

Continuing from last year, we have conducted research on antibacterial compounds that are transported extracellularly to the outside of PDR1, mainly 1) Isolation of the gene for resistance to potato plague bacteria 2) Functional analysis of PDR-type ABC transporter (PDR1), essential for resistance to potato plague bacteria 3) Research has been conducted on antibacterial compounds that are transported extracellularly通过PDR1，并获得了某些结果。 1）我们产生了菌株，这些菌株将本萨米亚烟草的防御反应中诱导的基因随机沉默，并选择了降低对马铃薯瘟疫细菌的耐药性的菌株。迄今为止，已经筛选了大约2300个菌株，并且已经确定了与细菌抗性相关的基因。特别是，对先前隔离的流行细菌抗性基因SAR8.2的分析表明，它是一种新型的肽激素，可引起保护性反应，并预期进一步详细的分析。 2）从马铃薯瘟疫抗菌抗性基因筛选中分离出的PDR1的功能进行了详细的详细说明。到目前为止，在本萨米亚烟草中PDR1的亚细胞定位尚不清楚，但是使用与GFP融合到全长PDR1基因的嵌合蛋白的实验表明，PDR1局部定位于细胞膜。此外，发现在流行细菌感染期间，PDR1的亚细胞定位在感染的位置强烈积累，这表明抗菌化合物和其他物质在外细胞外有效地运输。 3）到去年，在瘟疫抗性中不断积累的二萜类化合物对于耐药前的耐药性至关重要，倍半萜类植物二甲甲状腺素被诱导在感染瘟疫细菌后积累的倍苯二甲酸酯对染色后的耐药性很重要，这对于两种化合物都可能由pdr1 extractle ixtracellarelallolarelallolarelallarlarlolarelallolarelallarlolarelallarlolarelallarlarlolarelallilecl1。今年，我们专注于二萜合酶基因GGPPS。发现在诱导保护性反应时，GGPP被显着抑制。此外，与对照菌株相比，GGPPS沉默菌株中诱发诱导诱导的植物毒素的积累增加了。这表明二萜和倍半萜合成之间的合适切换对于电阻很重要。