植物感染における情報伝達の分子機構

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01304014
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 久能 均 三重大学, 生物資源学部, 教授 (20024573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷 利一 香川大学, 農学部, 教授 (50035961) ; 大内 成志 近畿大学, 農学部, 教授 (70026433) ; 奥 八郎 岡山大学, 農学部, 教授 (20033144) ; 道家 紀志 名古屋大学, 農学部, 教授 (80023472) ; 甲元 啓介 鳥取大学, 農学部, 教授 (80032093)
• Keywords: 抵抗反応 / 病原性決定因子 / 抵抗性遺伝子 / 宿主特異的毒素 / サプレッサ- / エリシタ- / ウイルス細胞間移行 / 細胞拒否性

Research Abstract

病原性発現機構としての毒素の役割を追求し、イネいもち病菌毒素が電解質を漏出させること(島根大)、タンゼリンbrown spot病菌のACT毒素がナシ黒斑病菌のAK毒素やイチゴ黒斑病菌のAF毒素とデカトリエン酸を共有する構造類似の病原信号因子であることを明らかにした(鳥取大)。さらに、エンドウ褐紋病菌サプレッサ-は宿主原形質膜ATPase活性を特異的に阻害し、エリシタ-によって誘導される複数の防御反応を遅延させて組織を受容化させることも示された(岡大)。一方、抵抗反応誘導にCa^<++>、O^ー_2生成、プロテインキナ-ゼが関与すること、O^ー_2生成反応の活性化抑制が病原菌の寄生戦略に重要であることが示された(名大)。
また、抵抗性に関与する病態リグニンの生成は、リグニン生合成の促進叉は阻害物質の有無によって決定されることが明らかにされ(愛媛大)、エンバク冠さび病感染葉からは過酸化脂質と推定される抵抗反応誘導物質が検出された(香川大)。遺伝子解析の結果、エンバク冠さび病抵抗性とビクトリン感受性の遺伝子が強く連鎖していることが明らかになった(神戸大)。オオムギ子葉鞘を用いた細胞レベルの観察によって、菌の侵入以前に宿主細胞は菌の存在を認識し、これに細胞骨格が関与していることが示され(三重大)、菌ー植物間の認識機構の一端が明らかにされた。分子生物学的成果として、ナシ黒斑病菌の遺伝子操作技術が確立されるとともに(名大)、顕微注射法によってオオムギ細胞の形質転換が可能であることも明らかにされた(近大)。また、疫病菌に対するダイズ抵抗反応を誘導するエリシタ-の遊離因子(βー1,3ーエンドグルカナ-ゼ)のcDNAがクロ-ニングされ、この遺伝子を導入したタバコの耐病性が増強されること(京府大)、Riプラスミドに連結したCMV外皮タンパク遺伝子を導入した毛根病菌をメロン葉片に感染させ、葉片から生じた毛根を培養するとCMV耐性再生体が得られること(近大)も示された。

Research Products

• [Publications] Arase,S.et al.: "Studies on hostーselective infection mechanism of <Pyricularia>___ー <oryzae>___ー Cavara(2)Production of susceptibilityーinducing factor(s)from germinating spores and their phytotoxicity." Ann.Phytopath.Soc.Japan. 56. 322-330 (1990)
• [Publications] Arase,S.et al.: "Studies on hostーselective infection mechanism of <Pyricularia>___ー <oryzae>___ー Cavara(3)Lightーdependency of leafーnecrosis formation by toxin(s)from germinating spores." Ann.Phytopath.Soc.Japan. 56. 346-350 (1990)
• [Publications] 道家 紀志: "植物の誘導抵抗性と過敏感反応" 化学と生物. 28. 246-254 (1990)
• [Publications] Fukamizo,T.et al.: "Solid State ^<13>CーNMR analysis of cell wall components of <Fusarium>___ー <oxysporum>___ー." Agr.Biol.Chem.54. 2761-2762 (1990)
• [Publications] Hayashi,S.et al.: "Determination of hostーselective toxin production during spore germination of <Alternaria>___ー <alternata>___ー by highーperformance liquid chromatography" Phytopathology. 80. 1088-1091 (1990)
• [Publications] Kunoh,H.: "Ultrastructure and mobilization of ions near infection sites." Annu.Rev.Phytopathol.28. 93-111 (1990)
• [Publications] Kunoh,H.et al.: "Induced accessibility and enhanced inaccessibility at the cellular level in barley coleoptiles.VII.Enhancement of inaccessibility at the prepenetration stage of a nonpathogen." Physiol.Mol.Plant Pathol.37. (1990)
• [Publications] Kunoh,H.et al.: "Preparation of the infection court by <Erysiphe>___ー <graminis>___ー:Degradation of the host cuticle." Physiol.Mol.Plant Pathol.36. 397-407 (1990)
• [Publications] Langdorf,G.et al.: "Investigations on <Alternaria>___ー <solani>___ー infections:Detection of alternaric acid and a susceptibilityーinducing factor in the sporeーgermination fluid of A__ー.<solani>___ー" J.Phytopathology. 128. 271-282 (1990)
• [Publications] 松本 勲・浅田 泰次: "2ークロロエチルホスホン酸処理によるダイコン根およびキュウリ葉における木化誘導因子の作用の活性化" 日本植物病理学会報. 56. 10-15 (1990)
• [Publications] Matsuda,K.et al.: "Indole as an antibacterial substance against <Pseudomonas>___ー <solanacearum>___ー." Agr.Biol.Chem.54. 3039-3040 (1990)
• [Publications] Mayama.S: "Selection of somaclonal variants of oats resistant to Helminthosporium victoriae which produces a host specific toxin,victorin" Plant Tissue Culture Letters. 7. 64-68 (1990)
• [Publications] Mayama,S.: "Nematocidal activity and ーterthiophene content in Marigold callus" Plant Tissue Culture Letters. 7. 177-180 (1990)
• [Publications] Mayama,S.: "Production of nematocidal compounds by hairy root cultures of <Tagetes>___ー <patula>___ー L." Plant Cell Reports. 9. 393-397 (1990)
• [Publications] Shiraishi T.: "Suppression of pisatin accumulation by an inhibitor of protein kinase" Ann.Phytopath.Soc.Japan. 56. 261-264 (1990)
• [Publications] Tsuge,T.et al.: "Efficient integrative transformation of the phytopathogenic fungus <Alternaria>___ー <alternata>___ー mediated by the repetitive <rDNA>___ー sequences" Gene. 90. 207-214 (1990)
• [Publications] Takeuchi,Y.et al.: "Molecular cloning and ethylene induction of mRNA encoding a phytoalexin elicitorーreleasing factor,βー1,3ーendoglucanase,in soybean" Plant Physiology. 93. 673-682 (1990)
• [Publications] Takeuchi,Y.et al.: "Immunological evidence that βー1,3ーendoglucanase is the major elicitorーreleasing factor in soybean" Annals of the Phytopathological Society of Japan. 56. 523-531 (1990)
• [Publications] Toyoda,H.et al.: "Plant regeneration of callus tissues induced from leaf explants of strawberry." Plant Tissue Culture Letters. 7. 38-41 (1990)
• [Publications] Toyoda,H.et al.: "Transient expression of the βーglucuronidase gene introduced into barley coleoptile cells by microinjection." Plant Cell Rept.9. 299-302 (1990)
• [Publications] Toyoda,H.et al.: "Callus induction and plant regeneration from barley coleoptile Tissues." Plant Tissue Culture Lett.7. 202-204 (1990)
• [Publications] Yamada T.et al.: "Elicitorーlike substances present in barley and wheat seeds" J.Phytopathology. 128. 89-98 (1990)
• [Publications] Yoshioka H.et al.: "Suppression of pisatin production and ATPase activity in pea plasma membranes by orthovanadate,verapamil and a suppressor from Mycosphaerella pinodes" Plant and Cell Physiology. 31. 1139-1146 (1990)
• [Publications] 吉川 正明: "植物の耐病性分子機構ーファイトアレキシン生成機構を中心としてー" 日本農薬学会誌. 15. 97-103 (1990)
• [Publications] 吉川 正明: "エリシタ-およびファイトアレキシン誘導の分子機構" 植物細胞工学. 2. 695-703 (1990)
• [Publications] Arase,S.et al.: "Protection of broad bean leaves against chocolate or red spot by several <Pyricularia>___ー spp." Bull.Fac.Agric.Shimane.Univ.24. (1990)
• [Publications] Kohmoto,K.and Otani,H.: "Host recognition by toxigenic plant pathogens" Experientia.
• [Publications] Komura,T.et al.: "Induced accessibility and enhanced inaccessibility at the cellular level in barley coleoptiles.VIII.Cytological evidence for suppressor(s) of host inaccessibility from <Erysiphe>___ー <graminis>___ー." Physiol.Mol.Plant Pathol.37. (1990)
• [Publications] Patil,S.S.et al.(eds.): "Molecualr Strategies of Pathogens and Host Plants." SpringerーVerlag, (1990)
• [Publications] 西村 正暘・大内 成志: "植物感染生理学" 文永堂, 345 (1990)
• [Publications] Mendgen,K.and Lesemann,D.ーE.(eds.): "Electron Microscopy of Plant Pathogens" SpringerーVerlag,Berlin., 336 (1990)
• [Publications] 奥 八郎ら編: "植物感染生理学最近の進歩" 植物感染生理学最近の進歩刊行会, (1991)