2018 Fiscal Year Annual Research Report
The effect of phylloplane yeast enzyme on plant-pathogens interaction
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16H04904
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
北本 宏子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (10370652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
釘宮 聡一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (10455264)
田端 純 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 本部, 主任研究員 (20391211)
光原 一朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (80370683)
吉田 重信 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, グループ長 (90354125)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酵母 / エステラーゼ / 植物 / 病害抵抗性 / Pseudozyma |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロアレイの解析結果から、低濃度PaEによって植物が病害抵抗性に関わる遺伝子や、その抵抗性に関わる植物ホルモンや、生理活性物質の生産に関わる遺伝子の発現が変化することを見出した。そこで、植物に蓄積した植物ホルモンおよび植物ストレスホルモンを定量した。低濃度のPaEを処理した葉は、病害抵抗性に関わるジャスモン酸（JA）経路やサリチル酸（SA）経路を通じて活性化する遺伝子群の発現レベルが上昇したが、JAやSA自体は有意な蓄積は見られなかった。このことから、低濃度PaE処理による病害抵抗性誘導は、これまでに知られている情報伝達経路とは別の、JAやSAの蓄積を介さない、新しい情報伝達経路が関与していることが示唆された。また、植物はクチクラ層の破壊を検知すると、活性酸素を放出することが知られている。低濃度PaE処理した葉では、活性酸素種応答遺伝子の発現レベルが上昇することも確認できた。
低濃度PaE処理によって、シロイヌナズナのJA経路やSA経路が活性化されることから、PaEによる重要な情報伝達経路を選定するために、変異体を用いた解析を行った。シロイヌナズナのJA、SA、エチレン、アブシジン酸の情報伝達経路の変異体に対し、低濃度PaE処理を行い、その後病原菌を接種し、病害抵抗性の違いを解析した。病原菌処理後の病徴には、変異株で顕著な変化は見いだせなかった。しかし、病原菌がどれだけ葉面に存在しているかについてDNA量を定量すると、野生型では低濃度PaE処理によって顕著に病原菌のDNA量が低下したが、変異株では低濃度PaE処理を行っても病原菌のDNA量が低下せず、病害抵抗性を誘導できていなかった。これらのことから、低濃度PaE処理は、植物ホルモンなどの生理活性物質による誘導なしに、さまざまな情報伝達経路を活性化することで病害抵抗性を誘導していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度までに確立した、植物への低濃度PaE処理を行う実験系を用いて、シロイナズナにPaEを処理した後に、植物に蓄積する植物ホルモンや、植物ストレスホルモンを定量した。
また、確立した実験系に、シロイヌナズナの情報伝達経路の変異株を適用し、低濃度PaE処理による病害抵抗性、遺伝子発現を解析できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
低濃度PaE処理を行った植物に対する、昆虫への作用解析を行う。これにより、植物の自然免疫反応におけるクチクラ層が果たす役割について、植物・病原菌・昆虫の三者相互の解析を通して総合的な理解を得る。
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