2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of resistance and recognition mechanisms against pathogens in a resistance protein pair, RPS4 and RRS1
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19K05961
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| Research Institution | 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所 |
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Principal Investigator |
鳴坂 真理 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 (80376847)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 抵抗性蛋白質 / エフェクター / アブラナ科炭疽病菌 / シロイヌナズナ / 植物免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物病原糸状菌の炭疽病菌は、1000種以上のエフェクターを宿主植物の細胞内に分泌して、宿主の抵抗反応を妨害し、その感染を成立させている。これに対して、植物は抵抗性(R)蛋白質を介して病原菌が分泌するAVRエフェクターを認識し抵抗反応を発動する。これまでに本AVRエフェクターの特定に向けて、アブラナ科炭疽病菌のゲノム情報より約300種のエフェクターを推定し、モデル実験植物Nicotiana benthamianaを用いた一過的な遺伝子発現系におけるスクリーニングを行ってきたが、R蛋白質がAVRエフェクターを認識することで特異的に植物に誘導される過敏感反応を示すエフェクターは得られていない。一方で、R蛋白質を介さず、植物への接種のみで過敏感反応を誘導するエフェクターは数種類得られた。
アブラナ科炭疽病菌を含む複数の病原菌を認識するデュアルR蛋白質システムは、RPS4とRRS1が協調して病原菌に対する抵抗性を誘導する。この作業仮説ではRRS1がRPS4の制御因子として機能すると推察した。そこで、RRS1のC末端領域に着目し、6アミノ酸ずつをアラニンに置換して、アブラナ科炭疽病菌およびトマト斑葉細菌病菌に対する応答反応を調査した。その結果、C末端領域の24アミノ酸配列のうち、アミノ酸置換によって両病原菌に対して感受性となる領域や、過剰に抵抗性が誘導される領域が存在することが明らかとなった。後者の領域がデュアルR蛋白質システムにおけるRPS4の制御に関与している可能性が示唆されたことから、RPS4の制御に関わるアミノ酸の特定を試み、RRS1のC末端領域が多様な病原体の認識機構に関わり、病原菌を認識するために重要な役割を担っていることを明らかにした。
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