殺生性イネごま葉枯病菌に対するイネの光誘導抵抗性の分子生物学的解析

水稻光诱导抗病芝麻叶枯病菌的分子生物学分析

基本信息

批准号：
13F03082
负责人：
荒瀬榮
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

イネ葉にごま葉枯病菌接種後、赤色光区及び自然光区に保つと、赤色光区での病斑形成は自然光区に比べて著しく抑制された。この病斑形成の抑制は、ごま葉枯病菌接種後にイネ葉に照射された赤色光の照射時間に依存して強くなった。しかし、セルロース膜上での病原菌の侵入行動、とくに侵入菌糸形成は赤色光区においても阻害されなかった。この結果は、赤色光区における病斑形成抑制が病原菌の侵入行動に対する赤色光による直積的抑制作用によるものではなく、イネに誘導された抵抗性が病斑形成の抑制に繋がったものであることを示した。イネのフェニルアラニンアンモニアリアーゼ及びトリプトファン脱炭酸酵素の阻害剤であるα-アミノオキシ酢酸及びs-α-fluoromethyltryptophanをそれぞれ前処理したイネ葉では赤色光処理により見られた病斑形成抑制は見られなくなった。この結果は、イネのごま葉枯病菌に対する光誘導抵抗性にはフェニールプロパノイド経路とトリプトファン経路が関与していることが示唆された。イネ葉を含む蒸留中でごま葉枯病菌胞子を発芽させて作成した発芽液の処理イネ葉を赤色光区に保った場合は自然光区に保ったそれに比べて病斑形成は著しく抑制された。このことは、赤色光区におけるイネのごま葉枯病菌に対する抵抗性の誘導にはごま葉枯病菌胞子が侵入前の胞子発芽時に分泌する２次代謝産物が深く関係していることが示唆された。植物の誘導抵抗性は活物性病原菌か殺生性病原菌かのいずれか一方にのみ有効で、両タイプの病原菌に対して有効な抵抗性が同一条件下の植物に発現するということは知られていない。本研究成果は、光照射が両タイプの病原菌に有効な抵抗性を植物に同時に誘導できることを示しており、自然界では前述の2つのタイプの病原菌の攻撃を同時に受けている植物の防除を可能にする技術開発の可能性を示している。

当水稻叶片接种芝麻叶枯病并置于红光和自然光下时，与自然光相比，红光下病斑的形成受到显着抑制。根据接种芝麻叶枯病菌后对稻叶施加红光的照射时间，这种病斑形成的抑制变得更强。然而，即使在红光区域，病原菌对纤维素膜的侵袭行为，特别是侵入菌丝的形成也没有受到抑制。这一结果表明，红光区病斑形成的抑制并不是由于红光对病原菌入侵行为的直接产物抑制作用，而是水稻中诱导的抗性导致病斑形成的抑制。。在分别用水稻苯丙氨酸解氨酶和色氨酸脱羧酶抑制剂的α-氨基氧乙酸和s-α-氟甲基色氨酸预处理的水稻叶片中，不再观察到红光处理所观察到的对病斑形成的抑制。这些结果表明苯丙素途径和色氨酸途径参与了水稻光诱导的芝麻叶枯病抗性。用通过使蒸馏米叶中的芝麻叶枯病真菌孢子萌发而制备的发芽溶液进行处理当将稻叶置于红光下时，与置于自然光下相比，病斑形成被显着抑制。这表明红光条件下水稻对芝麻叶枯病菌的抗性诱导与芝麻叶枯病菌孢子入侵前孢子萌发过程中分泌的次生代谢产物密切相关。植物中诱导的抗性仅对活性病原体或杀生物病原体有效，并且尚不清楚在相同条件下植物中是否可以表达对两种类型病原体的有效抗性。这项研究结果表明，光照射可以同时诱导植物对两类病原体产生有效的抵抗力，使得控制自然界中同时受到上述两类病原体攻击的植物成为可能，这表明了技术发展的可能性。。