植物病原菌の病原シグナル因子生産に基づく宿主識別機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660052
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 児玉 基一朗 鳥取大学, 農学部, 講師 (00183343)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾谷 浩 鳥取大学, 農学部, 教授 (50032305)
• Keywords: 植物病原菌 / 宿主特異的毒素 / AAL毒素 / AM毒素 / CD染色体

Research Abstract

植物病原菌における病原性の獲得機構,あるいは特異的感染機構を分子レベルで解明し,新たな病害防除法の創生を目指す目的で研究計画を遂行した。実験では,病原シグナル因子としての宿主特異的毒素(HST)に焦点を絞り,HST生産菌としては代表的な二種のAlternaria属菌,すなわち,トマトアルターナリア茎枯病菌(AAL毒素生産菌)とリンゴ斑点落葉病菌(AM毒素生産菌)を題材とした。
茎枯病菌の生産するAAL毒素,斑点落葉病菌の生産するAM毒素の生合成にそれぞれ関与するPKS遺伝子AALPKSおよびCPS遺伝子AMTのクローニングに成功した。これらHST生産菌の染色体構造を,パルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)による核型分析を用いて解析した。その結果,病原性菌,(HST生産菌)が非病原菌には存在しない付加的小型染色体を有していることを見出した。さらに本染色体が,菌の生存などには関与しないが,病原性など特定の形質を支配するCD染色体である可能性を提唱した。また,交配による遺伝解析が不可能であるAlternaria属菌において,プロトプラスト融合法による遺伝分析法を確立した。本法により、上述のHST生産菌における毒素生産能およぴ病原性が優性あるいは上位の形質であることを初めて明らかにした。さらに異なる病原型同士の融合株を作出し,PFGE解析により融合株が各親株由来のCD染色体を保特すると同時にリンゴおよびトマト両宿主に対する病原性も示すことを明らかにした。また,リンゴ菌由来のCD染色体欠失変異株が病原性および毒素生産能を欠損していることを見出した。これらの結果より,本病原菌におけるCD染色体の病理学的意義が明確となった。
以上の研究成果より,本課題である「植物病原菌の病原シグナル因子生産に基づく宿主識別機構」解明に向けて大きな進展が得られたと考える。

Research Products

• [Publications] Salamiah: "Genetic analysis of pathogenicity and host-specific toxin production of Alternaria alternata tomato pathotype by protoplast fusion"J. Gen. Plant Pathol. 67. 7-14 (2001)
• [Publications] Salamiah: "Construction and genetic analysis of hybrid strains between apple and tomato pathotypes of Alternaria alternata by protoplast fusion"J. Gen. Plant Pathol. 67. 97-105 (2001)
• [Publications] L.J.Johnson: "Spontaneou loss of conditionally dispensable chromosome from the Alternaria alternata apple pathotype leads to loss of toxin production and pathogenicity"Curr. Genet.. 40. 65-72 (2001)
• [Publications] 児玉基一朗: "Alternaria alternata病原菌群における宿主特異的毒素生産と病原性の分子遺伝"植物感染生理談話会論文集. 37. 115-128 (2001)
• [Publications] Otani, H.: "Delivery and Perception of Pathogen Signals in Plant (N.Keen et al. Eds.)"APS Press, St. Paul.. 268 (2001)