1996 Fiscal Year Annual Research Report

病原菌シグナル伝達と植物防御鵜遺伝子応答におけるブラックボックスの分子生物学的解明

Research Project

Project/Area Number	06404008
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	白石友紀岡山大学, 農学部, 教授 (10033268)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	一瀬勇規岡山大学, 農学部, 助教授 (50213004) 山田哲治岡山大学, 農学部, 教授 (00191320)
Keywords	抵抗性 / 情報伝達系 / 防御遺伝子応答 / エリシター / サプレッサー / 宿主特異性 / 遺伝子発現制御 / シス・トランス
Research Abstract	エンドウ褐紋病菌の生産するエリシターとサプレッサーは防御応答のスイッチのon-offを行うシグナル分子である。これらの受容から遺伝子応答に至る流れの解明を目指し第3年度の研究を行った。原形質膜における情報伝達解析と並行して、細胞壁画分から、エリシター・サプレッサー感応性の酵素群を検索した結果、ATPase(NTPase)、パーオキシデ-ス(POX)、アスコルビン酸オキシデ-スがエリシターによって活性が増高し、サプレッサーによって種特異的に阻害を受けた。分離細胞壁におけるスパーキサイド感染阻害物質の生産には連携が認められ、病原菌シグナルで制御される事も明らかとなった。さらに、細胞壁にはヴィトロネクチン様蛋白分子が存在し、原形質膜蛋白質とRGD配列を介して連携しており、ファイトアレキシン生産のシグナル伝達を担うことが判ってきた。このように植物細胞壁は病原菌シグナルの認識・受容と変換・増幅の場であると同時に防御応答の最前線であり、細胞壁が種特異性決定に重要な役割を果たす可能性が示唆された。病原菌シグナル因子による植物防御遺伝子の発現調節に必要なシス・トランス因子の割り出しを進めた。PAL,CHS遺伝子プロモーターにGUSを連結した遺伝子を導入したトランスジェニック植物やトランジェントアッセイにより以下の結果を得た。1)PSPAL1,PSPAL2各遺伝子5′-プロモータ領域のエリシターやUV応答に必要なシス因子の候補はbox 1(L-box),box 2(P-box),box 4(AT-box)である。2)PSPAL1,2、およびPSCHS1,2のすべてのプロモータ領域のAT-rich配列はDNA/タンパク質複合体を形成し、結合には核タンパク質のリン酸化が必要である。3)エリシター応答のカルコン合成酵素遺伝子のプロモータにはBox-1,G-Box,Box-2配列が重要である。

Research Products
(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] Seki,H.et al.: "Analysis of Cis-Regulatory Elements Involved in the Activation of a Member of Chalcone Synthase Gene Family (PsCHS1) in Pea." Plant Mol.Biol.31. 479-491 (1996)
[Publications] Kiba,A.et al.: "Specific Response of Partially Purified Cell Wall-Bound ATPasea to Fungal Suppressor." Plant Cell Physiol.37. 207-214 (1996)
[Publications] Kiba,A.et al.: "Species-Specific Suppression of Superoxide-Anion Generation of Surface of Pea Leaves by the Suppressor from Mycosphaerella pinodes." Ann.Phytopathol.Soc.Jpn.62. 508-512 (1996)
[Publications] Shimotsuma,N.et al.: "Suppression of ATPase Activity in Pea Cells during Infection by a Compatible Race of Pseudomonas syringae pv.pisi.Ann." Ann.Phytopathol.Soc.Jpn.62. 498-501 (1996)
[Publications] Seki,H.et al.: "Combined effects of multiple cis-acting elements in elicitor-medated activation of PSCHS1 gene." Plant Cell Physiol.38. 96-100 (1997)
[Publications] Kawahara,T.et al.: "Orthovanadate induces phytoalexin production in pea suspension-cultured cells." Scientific Reports of the Fuculty of Agriculture,Okayama University. 86. 33-41 (1997)
[Publications] Tanaka,Y.et al.: "dad-1,a putative programmed cell death suppressor gene in rice." Plant Cell Physiol.(in press). (1997)
[Publications] Ito,M.et al.: "Molecular evolution and the functional relevance of the pea chalcone synthase genes." Mol.Gen.Genet.(in press). (1997)
[Publications] Amano,M.,et al.: "Association between ion-fluxes and defense responses in pea and cowpea" Plant Cell Physiol.(in press). (1997)
[Publications] Shiraishi,T.et al.: "Fungal signals polyphosphoinositide metabolism in pea plant. In Molecular Aspects of Pathogenicity and Host Resistance : Requirement for Signal Transduction. (ed.by D.mills et al.)" APS Press,St.Paul Minnesota, 12 (1996)
[Publications] Yamada,T.et al.: "Regulation of genes for phenylpropanoid synthesis in pea by elicitor and suppressor. In Molecular Aspects of Pathogenicity and Host Resisstance : Requurement for Signal Transduction. (ed.by D.mills et al.)" APS Press,St.Paul Minnesot, 12 (1996)
[Publications] 豊田和弘他: "植物防御応答にかかわるシグナ伝達機構-病原菌による制御- 植物感染生理学の現状と将来展望(江原淑夫・羽柴輝良編)" 日本植物病理学会, 10 (1996)
[Publications] 豊田和弘他: "植物の病原体認識とシグナル伝達植物のシグナルトランスダクション(平野久・蓮沼仰嗣編)" 東京化学同人, 10 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

病原菌シグナル伝達と植物防御鵜遺伝子応答におけるブラックボックスの分子生物学的解明

Principal Investigator

白石 友紀 岡山大学, 農学部, 教授 (10033268)

Research Products

[Publications] Seki,H.et al.: "Analysis of Cis-Regulatory Elements Involved in the Activation of a Member of Chalcone Synthase Gene Family (PsCHS1) in Pea." Plant Mol.Biol.31. 479-491 (1996)

[Publications] Kiba,A.et al.: "Specific Response of Partially Purified Cell Wall-Bound ATPasea to Fungal Suppressor." Plant Cell Physiol.37. 207-214 (1996)

[Publications] Kiba,A.et al.: "Species-Specific Suppression of Superoxide-Anion Generation of Surface of Pea Leaves by the Suppressor from Mycosphaerella pinodes." Ann.Phytopathol.Soc.Jpn.62. 508-512 (1996)

[Publications] Shimotsuma,N.et al.: "Suppression of ATPase Activity in Pea Cells during Infection by a Compatible Race of Pseudomonas syringae pv.pisi.Ann." Ann.Phytopathol.Soc.Jpn.62. 498-501 (1996)

[Publications] Seki,H.et al.: "Combined effects of multiple cis-acting elements in elicitor-medated activation of PSCHS1 gene." Plant Cell Physiol.38. 96-100 (1997)

[Publications] Kawahara,T.et al.: "Orthovanadate induces phytoalexin production in pea suspension-cultured cells." Scientific Reports of the Fuculty of Agriculture,Okayama University. 86. 33-41 (1997)

[Publications] Tanaka,Y.et al.: "dad-1,a putative programmed cell death suppressor gene in rice." Plant Cell Physiol.(in press). (1997)

[Publications] Ito,M.et al.: "Molecular evolution and the functional relevance of the pea chalcone synthase genes." Mol.Gen.Genet.(in press). (1997)

[Publications] Amano,M.,et al.: "Association between ion-fluxes and defense responses in pea and cowpea" Plant Cell Physiol.(in press). (1997)

[Publications] Shiraishi,T.et al.: "Fungal signals polyphosphoinositide metabolism in pea plant. In Molecular Aspects of Pathogenicity and Host Resistance : Requirement for Signal Transduction. (ed.by D.mills et al.)" APS Press,St.Paul Minnesota, 12 (1996)

[Publications] Yamada,T.et al.: "Regulation of genes for phenylpropanoid synthesis in pea by elicitor and suppressor. In Molecular Aspects of Pathogenicity and Host Resisstance : Requurement for Signal Transduction. (ed.by D.mills et al.)" APS Press,St.Paul Minnesot, 12 (1996)

[Publications] 豊田和弘 他: "植物防御応答にかかわるシグナ伝達機構-病原菌による制御- 植物感染生理学の現状と将来展望(江原淑夫・羽柴輝良編)" 日本植物病理学会, 10 (1996)

[Publications] 豊田和弘 他: "植物の病原体認識とシグナル伝達 植物のシグナルトランスダクション(平野 久・蓮沼仰嗣編)" 東京化学同人, 10 (1996)

白石友紀岡山大学, 農学部, 教授 (10033268)

[Publications] 豊田和弘他: "植物防御応答にかかわるシグナ伝達機構-病原菌による制御- 植物感染生理学の現状と将来展望(江原淑夫・羽柴輝良編)" 日本植物病理学会, 10 (1996)

[Publications] 豊田和弘他: "植物の病原体認識とシグナル伝達植物のシグナルトランスダクション(平野久・蓮沼仰嗣編)" 東京化学同人, 10 (1996)