Unknown mechanism of introns in the elicitor response of the viral resistance gene N

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Nobumitsu Sasaki 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70431971)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 植物ウイルス / 過敏感反応 / N遺伝子 / イントロン / エリシター / 細胞死 / 細胞間移行 / 植物病理学

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the role of introns in the virus resistance gene N of tobacco. Using the agroinfiltration method, I investigated the effects of different combinations of introns on the transcript level of the N gene, cell death induction, inhibition of viral amplification, and elicitor-responsive gene induction. The results showed that introns 1 and 2 out of the four introns in the N gene have a cooperative function in activating transcription and inducing viral resistance. As the effects of introns 1 and 2 were not observed in the GFP sequence, these introns may specifically act to the exon sequence of the N gene. These results show that the unknown function of introns plays an important role in the induction of the N gene-mediated resistance.

Free Research Field

植物保護学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，タバコのもつウイルス抵抗性遺伝子Nを研究対象とし，いまだ機能が十分に理解されていない植物遺伝子のイントロンの役割について解明を試みたものである．N遺伝子には4つのイントロンが含まれているが，その中のイントロン1と2が転写物量の増加（転写活性化）や効率的なウイルス抵抗性誘導に必要であり、2つのイントロンが協同的な機能をもつことを明らかにできた．このような機能にはイントロン以外の配列（エキソン）や挿入位置が重要であることが示唆された．今後はイントロンの機能に関する詳細な分子機構を解明することにより，イントロン配列を利用した新しい遺伝子発現制御技術の開発に繋がることが期待される．