2011 Fiscal Year Annual Research Report

膜ラフトを介した植物病害抵抗性機構の解明とその育種利用

Research Project

Project/Area Number	11J08349
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	長野稔奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特別研究員(PD)
Keywords	植物分子細胞生物学 / スフィンゴ脂質 / 耐病性 / イネ
Research Abstract	膜ラフトは主にスフィンゴ脂質とステロールから構成される細胞膜上の小さなマイクロドメインであり、様々な因子の相互作用の足場として機能することで、植物の自然免疫機構など多くの細胞内反応の活性化に役立っている。しかしながら、膜ラフトがいかにして耐病性に寄与するかについては未だ明らかとなっていない。そこで、膜ラフトの形成に関与しているとin vitroで報告されているスフィンゴ脂質の2-ヒドロキシ脂肪酸に着目し、改変することで膜ラフトとイネの自然免疫機構との関連について調べた。イネに2つ存在するスフィンゴ脂質脂肪酸2-ヒドロキシラーゼ(OsFAH1, OsFAH2)に対してRNAi法によるノックダウン系統を作成したところ、OsFAH1は基質特異性を持たないが、OsFAH2は20h:0,22h:0のみの合成に関与することを見出した。また、十分に2-ヒドロキシ脂肪酸量の低下したダブルノックダウン系統では、in vivoでの細胞膜の相が不秩序になっていた。これは、スフィンゴ脂質2-ヒドロキシ脂肪酸が植物細胞レベルで膜ラフト形成に貢献していることを意味している。さらに、ダブルノックダウン系統ではエリシターの1つであるキチンを処理した際、イネの耐病性関連遺伝子であるPAL1とPBZ1の発現パターンが乱れていることも明らかとなった。以上の結果から、スフィンゴ脂質2-ヒドロキシ脂肪酸の低下による膜ラフト欠損はイネの自然免疫機構に影響を与えていることが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画通りOsFAHの発現が抑制されたトランスジェニック植物が作成できたため、以降の実験をスムーズに遂行することができた
Strategy for Future Research Activity	・キチンエリシターで処理した際のタンパク質量の変化をWTとOsFAH doubleノックダウン系統で網羅的に比較する。・イネの耐病性に重要な役割を果たし、かつ膜ラフトに局在することが生化学的に報告されている低分子量GTPase,OsRac1の挙動、及びその相互作用因子群との関わりをWTとOsFAH doubleノックダウン系統で比較する。