2004 Fiscal Year Annual Research Report
植物のオキシダティブバーストと生体防御ネットワークの分子生理学的解明と応用
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14104004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
道家 紀志 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80023472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川北 一人 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (90186065)
吉岡 博文 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (30240245)
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| Keywords | オキシダティブバースト / MAPキナーゼカスケード / rboh / PVS3プロモーター / 常時活性型MAPKK / PVS3プロモーター結合MEK1^<DD> / 耐病性ジャガイモの作出 / 形質転換ジャガイモ |
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| Research Abstract |
植物の感染防御応答の始動と発現を統御するオキシダティブバースト(OXB)を担う酵素、rbohAおよびrbohBが感染防御応答に決定的な役割を持ち、それぞれ、常時発現型でCDPKによるリン酸化で活性化、およびMAPキナーゼカスケード下で遺伝子発現し、翻訳後のリン酸化制御により活性化されることを明らかにしてきた。さらにそのMAPキナーゼカスケードの下流ではファイトアレキシン(PA)代謝系の酵素遺伝子の発現誘導がかかり、非親和性レース感染特異的に翻訳後に活性が制御されることを明らかにしてきた。本年度の研究では、発現したrbohAおよびrbohBから合成された酵素は、原形質膜に局在化し機能すること、また、MAPキナーゼ(MAP1)を不活性化するタンパク質脱リン酸化酵素のcDNA(MAP1)をクローニングし、大腸菌で発現させたタンパク質脱リン酸化酵素(MP2C)の性質を解析し、これがMAP1を不活性化し、誘導抵抗性の発現制御に関与することを示した。さらに、StMEK1^<DD>にPA合成遺伝子(PVS3)プロモーターを連結したキメラ遺伝子で形質転換した耐病性組換えジャガイモ植物が本来寄生を進行させる親和性レースの感染で、非組換え植物と比較し迅速なMAPK活性の増加が見られ、PAL、hsr203、StrbohBなど防御応答に関与する遺伝子の発現誘導が起こることを確認した。これは親和性レースの感染で、MAPキナーゼカスケードが活発化し、第2相の誘導的OXBの活性化ならびにPA生成系の誘導と活性化を循環的に活性化し、結果的に、非親和性レースの感染の場合に見られるOXBと類似した応答を誘導し、過敏感反応型の抵抗性を誘導し、耐病化したものと判断した。また、この形質転換ジャガイモは、ジャガイモ疫病菌の他、ジャガイモ夏疫病菌およびErwiniacarotobora菌にも耐病性を示すことを確認した。
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