植物の病害抵抗性遺伝子に関する研究

• 課題番号: 2002002699
• 研究機関名: 農業生物資源研究所
• 研究分担: 農業生物資源研究所 植物生命科学研究部門 生理機能研究グループ 特待研究員; 農業生物資源研究所 植物生命科学研究部門 生理機能研究グループ 耐病性研究チーム; 農業生物資源研究所 植物生命科学研究部門 分子遺伝研究グループ 遺伝子応答研究チーム; 農業生物資源研究所 基盤研究部門 遺伝資源研究グループ 上席研究官; 農業生物資源研究所 植物生命科学研究所 新生物資源創出研究グループ 植物細胞工学研究チーム; 農業生物資源研究所 植物生命科学研究部門 新生物資源創出研究グループ 植物細胞工学研究チーム; 農業生物資源研究所 植物生命科学研究部門 新生物資源創出研究グループ 新作物素材開発研究チーム; 農業生物資源研究所 基盤研究部門 遺伝資源研究グループ 上席研究官２
• 研究期間: 継続2001～2002
• 年度: 2002
• 摘要: 各タイプの精製カルモジュリン(CaM)やそれぞれに対する特異抗体を用い、CaMの標的タンパク質を解析した。精製CaMを用いたin vitroの反応から、NtCaM3タンパク質は活性酸素の発生に関与するNAD+キナーゼおよびタンパク質脱リン酸化酵素のカルシニューリンを、NtCaM13はNOシンターゼをより強く活性化し、NtCaM1はその中間的特性を示すことが分かった。動物由来のCaMはNtCaMに似ていたが、NADキナーゼに対するVmaxはかなり低かった。Ca++特異的にこれら精製CaMに結合するタンパク質を単離するために、タバコモザイクウィルス(TMV)感染および傷害葉由来の発現ライブラリーを作成し、スクリーニングを行い、43個のポジテイブクローンを得た。この中には既報のCaM結合タンパク質遺伝子の他、未知の遺伝子も含まれていた。過敏感細胞死の初期にその転写が上昇する遺伝子として受容体型プロテインキナーゼをコードする遺伝子を単離し、WRK (wound-induced protein kinase)と名付けた。これはN末側に細胞外ドメインとしてLRRを持つ新規のタンパク質をコードし、そのC末端ドメインの翻訳産物はin vitroで自己リン酸化能を示した。WRKは低張処理でも誘導されたが、植物防御シグナル物質（サリチル酸、ジャスモン酸、エチレン）や植物ホルモン類の処理には応答しなかった。興味深いことに、タバコ葉を30度Ｃから20度Ｃに移すという単純な処理で、その転写産物が蓄積した。 病害抵抗性機構の解析ではタバコとRalstonia solanacearum、Pseudomonas syringae pv. tabaci及びP. syringae pv. pisi、さらにイネと白葉枯病との導管及び葉肉組織における相互作用を細胞学的に比較観察した。その結果、タバコでは非親和性細菌により典型的な過敏感反応（HR）が観察された。また、イネ白葉枯病菌とイネ葉肉組織の相互作用では、非親和性の組合せで導管での感染とは異なるHRが生じることが明らかとなった。従って、これらの系は病害抵抗性機構解析のためのモデルとして適していることが明らかとなった。 植物ホルモンで誘導されるcDNAを貼り付けたマイクロアレイを作成し、ジベレリン・ブラシノステロイドで誘導される遺伝子群を検出しノーザンブロッテイングで濃度・時間等で絞り込みを行い、機能未知遺伝子（BLE3）を単離した。前年度に単離したBLE2については、形質転換イネを作出し草型に関与していることを明らかにすると同時に、ブラシノステロイド受容体の下流でMAPキナーゼを介して発現していることを解明した。既存の特許を回避するベクターを構築し、イネの改変ブラシノライド受容体遺伝子（OsBRI1)の導入によって直立葉を示しホモ個体の選抜と非閉鎖系での安全性評価を実施中である。今年度は、アクチンプロモーターに代えて茎葉で活性の高いD18プロモーター（GA3ベータ水酸化酵素プロモーター）を用いた新たなベクターで形質転換体を得たが、葉の直立程度は低かった。また、2ベータ水酸化酵素をD18で制御した場合も、アクチンプロモーターに比べて茎の短縮はみられず、種子数が減少した。以上のことから、草型制御にはD18プロモーターは十分でなく、新たな節間特異的プロモーターの単離を進めている。
• カテゴリ: たばこ 病害抵抗性