圃場抵抗性遺伝子Pb1の起源と機能に関する分子生物学的解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18880038
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Principal Investigator: 井上 晴彦 National Institute of Agrobiological Sciences, 植物科学研究領域・耐病性研究ユニット, 任期付研究員 (10435612)
• Keywords: イネ / シグナル伝達 / マイクロアレイ / いもち病

Research Abstract

いもち病圃場抵抗性遺伝子Pb1の単離が完了し、その周辺のゲノム構造から、約60kbのゲノムDNA配列のタンデム重複の結果、制御配列(プロモーター)がNB-LRRコード配列の上流に転移することによりPb1遺伝子が成立した可能性が推測された。この仮説を検証するため、Pb1の発現制御配列を含むことが推測される7kbの上流配列DNAをGUSコード領域DNAの上流につないでイネに導入し、GUS活性を解析した結果、予想通りのプロモーター活性が認められ、上記の仮説が支持された。Pb1タンパク質は、NB-LRRを含むRタンパク質様の構造を持つことから、タンパク質間相互作用によって病原体感染を認識すると予想された。そこで、yeast two-hybrid(Y2H)法により、Pb1と結合するタンパク質の同定を試み、Baitおよびライブラリーの検討を重ねたが、Pb1相互作用因子の単離には至らなかった。
昨年、Pb1と類似構造を持つオオムギうどんこ病抵抗性遺伝子MLAが、WRKY型転写因子と相互作用することが報告され、病害応答シグナル伝達の新規な分子機構として注目された。Pb1が同様のシグナル伝達に関与しているかを検証するため、Y2HによりPb1と相互作用するイネのWRKY転写因子を探索した結果、いくつかのWRKYとの相互作用が明らかとなった。Pb1-GFPの融合タンパク質をイネ子葉鞘で-過的に発現させた結果、細胞質と核の両方に存在していた。これらのことから、Pb1がWRKY型転写因子と核内で直接相互作用し、Pb1からWRKY型転写因子への直接のシグナル伝達が存在することが示唆された。