ウイルス・卵菌類複合抵抗性遺伝子座ＲＣＹ１／ＲＰＰ８の転写後発現制御機構の解明

• Project/Area Number: 15J01964
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant protection science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 有希代 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: NB-LRRタンパク質 / 病害抵抗性遺伝子 / 植物ウイルス抵抗性 / キュウリモザイクウイルス / cucumber mosaic virus / Cucumber mosaic virus

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，キュウリモザイクウイルス(CMV)に対する抵抗性の強さを制御する新規植物因子を探索した．前年度までに，CMV(Y)系統に対する抵抗性遺伝子RCY1を10コピー有するシロイヌナズナを材料として，9系統のsuppressor of RCY1-mediated resistance to CMV(Y) (src) 変異体を単離し，特徴付けを行なった．9系統は，実質的に類似した表現型を示したため，代表的な5系統の解析について，本年度に原著論文としてまとめて報告した．src変異の形質はエピジェネティックに現れることから，原因変異をマッピングするためには解析母数を極端に増やす必要が考えられ，本年度に作業を完了することが難しいと考えた．そこで本年度は，srcの原因変異の同定には着手せず，逆遺伝学的解析に着手した．具体的には本年度に，RCY1を内因的に有するシロイヌナズナエコタイプC24をバックグラウンドとした，既報のDNAメチル化制御や遺伝子発現制御に関わる因子の変異体を取り寄せ，CMV(Y)抵抗性応答を解析した．DNAの脱メチル化を制御するDNAグリコシラーゼの変異体ros1-1にCMV(Y)を接種したところ，野生型に比べてCMV(Y)抵抗性の強さに差は認められなかった．一方で，RNAポリメラーゼIIのC末端ドメイン脱リン酸化酵素の変異体であるcpl3-1や，翻訳伸長因子の変異体であるlos1-1において，RCY1を介したCMV(Y)抵抗性が亢進していることが見出された．cpl3-1やlos1-1において，RCY1遺伝子の発現量は野生型と比べて変化が認められなかったことから，RCY1下流のシグナル伝達経路に影響が生じていると考えられた．本年度には，以上のようにNB-LRRタンパク質を介したウイルス抵抗性機構を逆遺伝学的に解析する一連の手法について，実験書への寄稿も行った．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Reverse genetic analysis of antiviral resistance signaling and the resistance mechanism in Arabidopsis thaliana (2018)
  • Author(s): Sato Yukiyo、Takahashi Hideki
  • Journal Title: Antiviral Resistance in Plants: Methods and Protocols, In Methods in Molecular Biology Volume: in press
• [Journal Article] Increased cytosine methylation at promoter of the NB-LRR class R gene RCY1 correlated with compromised resistance to cucumber mosaic virus in EMS-generated src mutants of Arabidopsis thaliana (2017)
  • Author(s): Sato Yukiyo、Miyashita Shuhei、Ando Sugihiro、Takahashi Hideki
  • Journal Title: Physiol Mol Plant Pathol Volume: 100 Pages: 151-162
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2017.09.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] EMS変異誘発シロイヌナズナ系統におけるNB-LRRクラス抵抗性遺伝子RCY1プロモーター領域シトシンメチル化とCMV抵抗性レベル低下の相関 (2017)
  • Author(s): 佐藤有希代・宮下脩平・安藤杉尋・高橋英樹
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: マリオス（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2017-04-26
• [Presentation] シロイヌナズナcpl3変異体におけるNB-LRR型抵抗性タンパク質RCY1を介したキュウリモザイクウイルス抵抗性の亢進 (2017)
  • Author(s): 佐藤有希代、宮下脩平、安藤杉尋、高橋英樹
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会東北部会
• [Presentation] 抵抗性遺伝子RCY1過剰発現によるキュウリモザイクウイルス (CMV) 高度抵抗性が失われたシロイヌナズナ変異株の単離 (2016)
  • Author(s): 佐藤有希代・宮下脩平・安藤杉尋・高橋英樹
  • Organizer: 平成28年度日本植物病理学会東北部会
  • Place of Presentation: コラッセふくしま（福島県福島市）
  • Year and Date: 2016-09-29