宿生特異的毒素に依存する病原糸状菌の植物感染の分子病理学に関する日・米共同研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02044099
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 甲元 啓介 鳥取大学, 農学部, 教授 (80032093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YURGEON B.G. コーネル大学, 植物病理学科, 上級研究員 ; WALTON J.D. ミシガン州立大学, DOE―MSU・植物研究所, 助教授 ; BRONSON C.R. アイオワ州立大学, 植物病理学科, 助教授 ; YODER O.C. コーネル大学, 植物病理学科, 教授 ; 児玉 基一朗 鳥取大学, 農学部, 助手 (00183343) ; 柘植 尚志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (30192644) ; 小林 裕和 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教授 (80170348) ; 荒瀬 栄 島根大学, 農学部, 助教授 (40127478) ; 中島 廣光 鳥取大学, 農学部, 助教授 (40144646) ; 尾谷 浩 鳥取大学, 農学部, 教授 (50032305)
• Keywords: 宿生特異的毒素 / 宿主選択的毒素 / 毒素生成酵素 / 毒素解毒酵素 / 病原性遺伝子 / 形質転換系 / Alternaria / Helminthosporium

Research Abstract

宿主特異的毒素(HST)の分子病理学研究の初年度の実績を踏まえて、本年度は日・米両国研究者の一層の緊密な国際協力を図り研究深化に努めてきた。
日・米共通の研究焦点のひとつである病原性遺伝子の分子生物学的解析法に関して、Alternaria HST(日本側研究対象)とHelminthosporium HST(米国側研究対象)の生合成上共通の鍵酵素であるポリケタイド合成酵素の純化・精製と特性調査のために中島を3ヵ月間、同酵素の耕造遺伝子のクロ-ニングのために児玉を8ヵ月間コ-ネル大学のYoder研究室に派遣し、共同実験を実施した。さらに、研究試料の収集、学術情報の交換・討議、実験技法の相互移転、研究成果の公開討論等の為に甲元、尾谷、荒瀬、小林、柘植を米国に短期派遣した。一方、ミシガン州立大のJ.D.Walton博士を招聘し、鳥取大と名古屋大で環状ペプチド毒素(HCーtoxin)の生合成酵素の生化学、分子遺伝学およびトウモロコシにおけるHCーtoxin解毒酵素の生化学と存在様式に関する分子遺伝学的解析についてワ-クショップを開催した。あわせて、1991年度植物感染生理談話会に招待して、HSTの分子病理学について特別講演した。また、1991年7月に鳥取で第2回日米共同研究会を、12月と1992年2月に日本側研究者の研究集会を開催した。プロジェクト全体の主な成果を下記に要約する。1)HPLC分析の結果、近年ノ-スカロライナ州に突発し蔓延しているリンゴ斑点落葉病菌はAMーtoxin Iを主毒素として生産し、太平洋を隔てて日本に存在する病原型と一致した。2)感受性リンゴに見られるAMーtoxin反応の組織特異性は葉緑体の有無と関係があることを葉および花弁からの組織培養系を利用して証明した。3)Alternaria alternataの高頻度形質転換系の確立により、変異相補による毒素生産遺伝子の単離が実験的に可能となった。

Research Products

• [Publications] Kohmoto,K.et al.: "Host recognition by toxigenic plant pathogen" Experientia. 47. 755-764 (1991)
• [Publications] Bronson,C.R.: "The genetics of phytotoxin production by plant pathogenic fungi" Experientia. 47. 771-776 (1991)
• [Publications] Shimomura,N.et al.: "Two primary action sites for AM-toxin produced by Alternaria alternata apple pathotype and their pathological significance" Ann.Phytopath.Soc.Japan. 57. 247-255 (1991)
• [Publications] Kodama,M.et al.: "Effect of AL-toxin produced by Alternaria alternata tomato pathotype on viability of cultured tomato cells determined by MTT-colorimetric assay" Ann.Phytopath.Soc.Japan. 57. 663-670 (1991)
• [Publications] Kohmoto,K.et al.: "Correlation of resistance and susceptibility of citrus to Alternaria alternata with sensitivity to host-specific toxins" Phytopathology. 81. 719-722 (1991)
• [Publications] Meeley,R.B.et al.: "Enzymatic detoxification of HC-toxin,the host-selective cyclic peptide form Cochlibolus carbonum" Plant Physiology. 97. 1080-1086 (1991)
• [Publications] S.S.Patil et al. eds.: "Molecular Strategies of Pathogens and Host Plants" Springer-Verlag, 268 (1991)
• [Publications] 奥 八郎他編: "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(名古屋), 233 (1991)