宿主誘導抵抗性反応における植物病原菌のサリチル酸分解NahG様遺伝子の機能解明

• Project/Area Number: 16658021
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 藤村 真 東洋大学, 生命科学部, 教授 (50297735)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2004: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: サリチル酸 / 植物病原菌 / アカパンカビ / 誘導抵抗性 / NahG / イネいもち病菌

Research Abstract

サリチル酸は、病害抵抗性誘導のメッセンジャー分子となっているが、植物病原菌を含め多くの糸状菌がサリチル酸分解NhaG様遺伝子をもっていた。本遺伝子の機能を解析するために、アカパンカビのNcNahG遺伝子の破壊株を作出し、サルチル酸およびその誘導体に対する感受性を比較したが、野生株と顕著な差が認められなかった。サルチル酸誘導体SHAMがシアン耐性呼吸の阻害剤であることから、農業用殺菌剤アゾキシストロビン(QoI剤)で誘導されるシアン耐性呼吸に対する影響を調べたが、野生株と破壊株間に顕著な差は認められなかった。また、イネいもち病菌のNahG様遺伝子は、EST解析から感染器官である付着器で発現していることが示唆された。そこで、NahGプロモーター-GFP遺伝子をもつイネいもち病菌の形質転換体を作成し、NahG遺伝子発現を共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析した。その結果、GFP蛍光は付着器のみでなく菌糸にも認められた。だたし、その蛍光は対照としてもちいたIMRプロモーターGFPと比較して明らかに弱く、遺伝子の発現量は低いと推定された。さらに、イネいもち病菌のNahG遺伝子のcDNAを大腸菌で大量発現させたが、可溶化が困難で充分の酵素を調整できなかった。尿素処理により一部可溶化した酵素溶液を使用してサルチル酸からカテコールへの変換活性を調べたが活性を検出できなかった。以上の結果から、糸状菌のNahG様遺伝子産物は、糸状菌には一般に存在することから、芳香族化合物を資化する活性をもつと推定されるが、サルチル酸を基質とする可能性は低いと考えられた。本研究において糸状菌がもつNahG様遺伝子の機能を特定することはできなかったが、研究過程でサルチル酸がその誘導体SHAMと同様にシアン耐性呼吸の阻害活性を有していることが明らかになり、植物の抵抗性誘導とシアン耐性呼吸との関連が示唆された。