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。

延续去年，我们主要关注1）马铃薯疫霉抗性基因的分离，2）马铃薯疫霉抗性所必需的PDR型ABC转运蛋白（PDR1）的功能分析，以及3）通过PDR1转运到细胞外。开展抗菌化合物研究并取得一定成果。 1）我们创建了菌株，其中在本塞姆氏烟草防御反应期间诱导的基因被随机沉默，并从去年开始继续选择对马铃薯疫病抗性降低的菌株。迄今为止，我们已经筛选了大约 2,300 个菌株，并正在鉴定与今年分离的疫霉病抗性相关的基因。特别是，迄今为止分离的疫霉菌抗性相关基因SAR8.2的分析表明，它是一种诱导防御反应的新型肽激素，预计将来会进行详细分析。 2)我们对从马铃薯疫霉抗性基因筛选中分离得到的PDR1的功能进行了详细的分析。到目前为止，PDR1 在本塞姆氏烟草中的细胞内定位尚不清楚，但使用 GFP 与全长 PDR1 基因融合的嵌合蛋白进行的实验表明，PDR1 定位于细胞膜中。此外，我们发现在感染疫霉期间，PDR1高度集中在感染区域，这表明它可以有效地将抗菌化合物转运到细胞外。 3) 直到去年，人们发现不断积累的二萜类化合物对于入侵前的抵抗力很重要，而倍半萜类植物抗毒素在感染疫霉后诱导积累，对于入侵后的抵抗力很重要。被 PDR1 转运出细胞的可能性。今年，我们的研究重点是GGPPS，一种二萜合酶基因。我们发现，当诱导防御反应时，GGPPS 的表达显着受到抑制。此外，与对照菌株相比，GGPPS 沉默菌株中积累的激发子诱导的植物抗毒素的量有所增加。这表明二萜类化合物和倍半萜类化合物合成之间的适当转换对于抗性很重要。