2017 Fiscal Year Research-status Report

病原菌エフェクターコレクションを活用した強度青枯病抵抗性遺伝子の同定

Research Project

Project/Area Number	16K18659
Research Institution	岡山県農林水産総合センター生物科学研究所
Principal Investigator	中野真人岡山県農林水産総合センター生物科学研究所, その他部局等, 流動研究員 (60756708)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	青枯病 / 病害抵抗性 / サリチル酸
Outline of Annual Research Achievements	本研究は青枯病菌のエフェクターを利用して病害抵抗性遺伝子を特定することを最終目的とする。昨年度、抵抗性遺伝子資源を探索するために、国内外から入手したナス科作物の青枯病抵抗性を評価し、国内の全ての青枯病菌株に対して強度抵抗性を示すトウガラシ野生系統を見出すことに成功した。本野生系統では、青枯病菌の感染に対して防御関連遺伝子、特にサリチル酸応答遺伝子が速やかに発現するとともに、長時間にわたって持続することを明らかにした。本年度、トウガラシ野生系統が有する強度抵抗性のメカニズムを明らかにすることを目標とした。トウガラシ野生系統が認識する青枯病菌のエフェクターを特定するために、アグロバクテリウムを介してエフェクターを葉組織で一過的に発現させた。青枯病菌が有する約70種類のフェクターについて調べた結果、トウガラシ野生系統に過敏感様細胞死を誘導するAvrCエフェクターを見出した。また、強度抵抗性の誘導に関与する情報伝達経路を明らかにするために、ウイルス誘導ジーンサイレンシング法により防御関連遺伝子を抑制したトウガラシ野生系統を作出し、青枯病菌に対する抵抗性を評価した。エチレンやジャスモン酸関連因子を抑制したトウガラシ野生系統は、青枯病菌に対して依然として抵抗性を発揮した。一方、サリチル酸関連因子を抑制したトウガラシ野生系統は、青枯病菌の感染に対して萎凋症状を呈し、青枯病抵抗性を示さなかった。これらの結果から、トウガラシ野生系統は青枯病菌のAvrCエフェクターを非病原力因子として認識し、サリチル酸情報伝達経路を介して抵抗性を誘導することが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度、任意のトウガラシ遺伝子を効率的に抑制することが可能となり、AvrCエフェクターを認識する抵抗性遺伝子を探索するうえで非常に有益な実験手法を確立できた。現在、トウガラシ野生系統が有する各種抵抗性遺伝子を特異的に抑制するために、サイレンシング用ベクターの構築を進めている。また、トウガラシ以外のナス科作物に認識されるエフェクターも複数得ており、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。
Strategy for Future Research Activity	本年度の解析から、青枯病菌の全エフェクターの中からトウガラシ野生系統が認識する非病原力因子の候補としてAvrCエフェクターを同定した。今後の研究では、AvrCエフェクターが非病原力因子であることを立証するために、当該エフェクターの欠損株を作製し、トウガラシ野生系統において病原性を調べる予定である。また、AvrCエフェクターの機能解析を行い、植物ホルモン等の細胞内情報伝達経路に与える影響を明らかにする。さらに、AvrCエフェクターを認識する強度抵抗性遺伝子を特定するために、ウイルス誘導ジーンサイレンシング法により抵抗性遺伝子を抑制したトウガラシ野生系統を作出する。
Causes of Carryover	植物免疫応答を簡単に測定できる実験手法を確立できたため、想定よりも物品費が抑えられた。次年度、学術論文を発表するための校閲費と投稿料に使用する。