紅色雪腐病菌が低温ストレスで特異的に発現する遺伝子

• 担当機関: 北海道農業試験場
• 研究期間: 1998～1998
• 発行年度: 1998
• 要約: 紅色雪腐病菌 (Microdochium nivale) が低温ストレスに応答して発現する６種の遺伝子を単離した。低温特異的プロモーターとして機能する紅色雪腐病菌のゲノムDNAを単離した。
• 背景・ねらい: 作物の低温耐性の強化には、生育適温域での健全な生育に影響を与えることなく、低温ストレスでのみ効率的に遺伝子が発現するプロモーターシステムの開発が重要であるが、植物では未だ着手されていない。そこで本課題では、構造が簡単で常温域に（２０℃）及び低温域（０℃）でともに病原菌として活動し、かつ、低温耐性機構を持つ糸状菌である紅色雪腐病菌（Microdochium nivale ）を利用して低温誘導遺伝子及び低温特異的プロモーターを単離し、その低温耐性機構について解析する。

成果の内容・特徴

1. 生育適温（２０℃）で３日間培養後、０℃６時間の低温処理を行った菌体からcDNAライブラリーを作成し、ディファレンシャルスクリーニング法により０℃で発現がみられる６種類のcDNAを単離した。
   
2. 単離したcDNA（MnLE １～６）の培養温度（０～３０℃）、０℃処理時間（１～７２時間）によるmRNAの発現量の変動を解析し、遺伝子発現様式の異なる４種類のタイプに類別できた（表１）。
   
3. 単離した各cDNAの塩基配列を決定し、その構造を解析したところ、MnLE-４が各種生物のカタラーゼ遺伝子と高い相同性を示した。他の５種の遺伝子は、既知遺伝子との相同性を示さなかった（表２）。
   
4. 紅色雪腐病菌のゲノム DNAの断片をレポーター遺伝子（β-ガラクトシダーゼ遺伝子）とともに酵母に導入し、１０℃、２０℃および３０℃で培養したところ、生育適温よりも低い、１０℃および２０℃の温度でβ-ガラクトシダーゼ遺伝子の発現を誘導する低温特異的プロモーターが見いだされた（図１）。
   

成果の活用面・留意点

1. 低温ストレスで発現する６種の遺伝子が単離された。今後、これらを作物や微生物に導入することにより低温ストレス耐性の増強を図る必要がある。
   
2. 低温応答性プロモーター領域が見いだされたので、今後、低温条件での物質の生産系の開発に利用できる。
   

• カテゴリ: 耐寒性