2023 Fiscal Year Annual Research Report
イネ白葉枯病菌の病原力遺伝子群hrpとキシロース代謝の同時制御とその意義
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20K15530
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
伊川 有美 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 特任助教 (30866968)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 白葉枯病 / キシロース代謝 / 病原力遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
白葉枯病菌はイネの重要病原細菌の1つである。本細菌の病原力には宿主防御応答の抑制と感受性の増大に関わるhrp遺伝子群の発現と、それを制御するHrpXの蓄積が必須であり、その制御にはキシロース（xyl）が必須である。XylRはxyl依存的にHrpXの蓄積とキシラン/キシロース代謝関連遺伝子の発現を制御する転写制御因子である。本研究では、XylRによるHrpXの蓄積制御機構の解明を目的とした。
XylRの発現制御を受ける4つの遺伝子（群）について単独および多重欠損破壊株を作出し、hrp遺伝子群の発現を調べたが、いずれの欠損株においても野生株との間に顕著な差は認められなかった。一方、これらXylRが制御する遺伝子群にはxyl輸送体遺伝子が４つ含まれており、これらを全て欠損させた株は、xylのみを糖源とする培地において十分な増殖を示すとともにhrp遺伝子の発現も維持していた。しかし、xylとグルコース（glu）の共存条件下ではhrp遺伝子群の発現が顕著に低下した。細菌においてglu存在下では、他の糖の取り込みや代謝の抑制が起こることが知られている（catabolite repression）。以上のことから筆者は、xylおよびXylRを介した白葉枯病菌のhrp遺伝子群の発現誘導機構について以下のモデルを提唱するに至った。1) 白葉枯病菌はXylR依存的あるいは非依存的に発現・機能する２つのタイプのxyl輸送体をもつ、2) イネ葉内のようなgluの存在する環境ではXylR非依存的なxyl輸送体は機能しない、3) しかし、イネ細胞壁にはキシラン（xylの重合体）が多量に含まれており、それに由来するxylによりXylR依存的なxyl輸送体の発現・機能が活性化する、4) それにより細胞内に取り込まれる十分量のxylを感知した未知因子によりHrpXの蓄積およびhrp遺伝子群の発現が活性化する。
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