植物病原糸状菌における宿主特異的毒素に依存した寄生性分化の分子機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10460019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 柘植 尚志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (30192644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋光 和也 香川大学, 農学部, 助教授 (80263888)
• Keywords: 植物病原糸状菌 / Alternaria alternata / 宿主特異的毒素 / 寄生性分化 / 病原性遺伝子

Research Abstract

Alternaria alternataには、宿主特異的毒素を生産する7種の病原型が存在する。本研究では、これらのうち構造類似の毒素を生産するナシ黒斑病菌(AK毒素生産菌)、イチゴ黒斑病菌(AF毒素生産菌)およびタンゼリンbrown spot菌(ACT毒素生産菌)の毒素生合成遺伝子群の構造と機能を比較解析し、寄生性分化の分子機構の解明を目指す。本年度の成果は以下の通りである。
1. ナシ黒斑病菌のAK毒素生合成遺伝子クラスターの構造解析
先に、毒素生合成遺伝子を含むコスミドクローンを単離し、約10kbの領域に4遺伝子(AKT1、AKT2、AKT3およびAKTR)が存在することを見出した。このクラスター近傍の塩基配列を決定したところ、新たに2つの読み枠(ORF5およびORF6)が検出された。ORF5の相同配列は、先に同定した4遺伝子と同様に、ナシ黒斑病菌だけでなく、イチゴ黒斑病菌とタンゼリンbrownspot菌にも存在し、3毒素に共通な部分構造の生合成に関与すると推定された。一方、ORF6は、ナシ黒斑病菌にのみ存在し、AK毒素生合成に特異的な遺伝子であると考えられた。ORF6が毒素生産に不可欠であることを部位特異的遺伝子破壊法によって確認し、AKTS1と命名した。
2. イチゴ黒斑病菌とタンゼリンbrown spot菌の毒素生合成遺伝子の単離
AKTR配列をプローブとして、イチゴ黒斑病菌の染色体DNAコスミドライブラリーを選抜し、AKTR相同配列を含むクローンを単離した。単離したクローンの構造を解析した結果、AKTRだけでなく、他の遺伝子の相同配列もクラスターとして存在することが明らかとなった。さらに、タンゼリンbrown spot菌からPCR法によってAKTR相同配列を単離した。これら相同配列とAKTRは90%以上の塩基配列が一致し、同じ機能を持つことが強く示唆された。

Research Products

• [Publications] Hyakumachi,M.: "Characterization of a new cultural type(LP)of Rhizoctonia solani AG2-2 isolated from warm-season turfgrasses,and its genetic differentiation from other cultural types" Plant Pathology. 47(1). 1-9 (1998)
• [Publications] Namiki,F.: "Pathogenic and genetic variation in the Japanese strains of Fusarium oxysporum f.sp.melonis" Phytopathology. 88(8). 804-810 (1998)
• [Publications] Okuda,M.: "Tfol:an Ac-like transposon of the plant pathogenic fungus Fusarium oxysporum" Molecular & General Genetics. 258(6). 599-607 (1998)
• [Publications] Kawamura,C.: "Targeted disruption of a melanin biosynthesis gene sffects conidial development and UV tolerance in the Japanese pear pathotype Alternaria alternata" Molecular Plant-Microbe Interactions. 12(1). 59-63 (1999)
• [Publications] Kaneko,I.: "Intracellular localization and expression of the plasmid pAAT56 in the Japanese pear pathotype of Alternaria alternata" Annals of Phytopathological Society of Japan. 65(1). 25-31 (1999)
• [Publications] Tsuge,T: "Molecular Genetics of Host-Specific Toxins in Plant Disease" Kohmoto K.and Yoder,O.C.eds.,Kluwer Academic Publishers, 413 (1998)
• [Publications] Tsuge,T.: "Diversity and Use of Agricultural Microorganisms" K.Kato et al.,eds.,Research Council Secretariat of MAFF and National Institute of Agrobiological Resources(印刷中), (1999)