エフェクターに基づく植物病原菌の宿主特異性成立の分子基盤

• Project/Area Number: 21H04725
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高野 義孝 京都大学, 農学研究科, 教授 (80293918)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大木 進野 北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 教授 (70250420)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥41,470,000 (Direct Cost: ¥31,900,000、Indirect Cost: ¥9,570,000); Fiscal Year 2021: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
• Keywords: 植物病原糸状菌 / 宿主特異性 / エフェクター / 炭疽病菌 / ウリ科作物 / 植物病原菌 / 病害抵抗性

Outline of Research at the Start

植物感染症被害の70%以上は、植物病原性の糸状菌（以下、植物病原菌）によって引き起こされる。そして、多くの植物病原菌の宿主特異性の成立には、「エフェクター」と総称される分泌タンパク質群が決定的な役割を果たしていると推定される。しかし、エフェクターによりどのように植物感染症における宿主特異性が成立するのかは、全くの謎である。本研究では、発見に成功している、宿主特異性成立に関与する植物病原菌エフェクターに対する研究を軸にして、エフェクターを介した植物病原菌の宿主特異性成立の分子基盤を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、発見に成功している、宿主特異性成立に関与する植物病原菌エフェクター（EPC1、EPC2、EPC3）を対象として、その植物免疫抑制能の調査、立体構造解析、標的植物分子の同定・解析を実施する。さらに近縁菌との比較オミックスを実施し、宿主特異性に関わるエフェクターを網羅的に解析する。具体的には、まず、EPC1、EPC2、EPC3の植物免疫抑制機能の分子基盤を、その構造・機能解析により明らかにし、続いてEPC1、EPC2、EPC3が標的とする植物因子を同定し、その機能を解明する。さらにウリ科作物への宿主特異性に関与するエフェクターを網羅的に同定する。本年度については、EPC1およびEPC2のPAMP（Pathogen-associated molecular pattern）誘導免疫への抑制能を調査するために、エピトープタグを付加したエフェクターEPC1およびEPC2をアグロバクテリウムを用いてベンサミアナタバコに一過的に発現させ、続いて細菌PAMPであるflg22を処理し、その活性酸素生成を調査した。その結果、両エフェクターともに、flg22が誘導する活性酸素生成を抑制した。この結果より、エフェクターEPC1、EPC2がPAMP誘導免疫反応を抑制する活性があることが明らかとなった。さらに、エピトープタグを付加したEPC1およびEPC2をアグロバクテリウムを用いてベンサミアナタバコに一過的に発現させ、続いて免疫沈降解析を実施し、共沈降してくるタンパク質についてLC-MS/MS解析を実施し、当該エフェクターの標的因子候補をリスト化した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。