2023 Fiscal Year Research-status Report
高湿度環境におけるアブシジン酸を介した植物-病原細菌間相互作用の解明
| Project/Area Number |
21K14829
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
安田 盛貴 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60749670)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 高湿度環境 / シロイヌナズナ / 病原細菌 / アブシシン酸 / エフェクタータンパク質 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
降雨がもたらす高湿度環境は病原細菌による葉の病害を助長する。その要因のひとつが、葉内の病原細菌が細胞間隙に水を蓄え増殖を促進する「水浸漬」の誘発である。本研究は、高湿度で遺伝子発現が上昇するシロイヌナズナの植物ホルモンABA（アブシシン酸）代謝酵素CYP707A3に着目し、水浸漬抵抗性で担う役割とその制御メカニズムの解明を目的とする。これまでに、高湿度に晒された葉では細胞質Ca2+濃度が上昇し、それに伴いCYP707A3の遺伝子発現が上昇し、気孔開口が促され、葉内細菌による水浸漬を抑制することを明らかにした。また、病原細菌Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) DC3000がエフェクターを介してCYP707A3遺伝子の高湿度誘導を抑制することを突き止めた。今年度は、CYP707A3の遺伝子発現制御機構の解明に取り組んだ。RNA-seq解析から、顕著な高湿度応答性を示すCa2+チャネルファミリーとしてCNGCを見出し、CNGC2/4がCYP707A3遺伝子の高湿度誘導に寄与することが示された。さらに、カルモジュリン結合転写因子CAMTAの結合配列CGCG-boxが、CYP707A3を含む多数の高湿度誘導性遺伝子のプロモーター領域に存在することを発見した。プロモーター解析からCGCG-boxが高湿度誘導性CYP707A3の遺伝子発現に寄与することを突き止め、その制御因子としてCAMTA3を同定した。CYP707A3と同様に、CAMTA3の機能欠損変異体植物は高湿度におけるABA量の減少および気孔開口が抑制され、葉内細菌による水浸漬誘導が上昇した。以上の結果から、シロイヌナズナは高湿度に応じてCNGC2/4-CAMTA3-CYP707A3モジュールを活性化し、葉内細菌による水浸漬の誘導を防ぐことが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CNGC2/4はCYP707A3を含む複数の高湿度誘導性遺伝子の発現制御に加え、高湿度におけるサリチル酸応答の抑制および葉柄伸長にも寄与することを突き止めた。したがって、CNGC2/4は高湿度応答のシグナル伝達において中心的な役割を担い、その上流近傍には高湿度センサーが存在する可能性が高い。今後CNGC2/4の解析を進めることで、「植物がどのように高湿度を感知しているのか」という重要な問いに迫ることが期待される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
CYP707A3プロモーター領域に対するCAMTA3の結合能が高湿度に応じて変動するのか、また、Pst DC3000がエフェクターを介してCAMTA3の機能を阻害するのか検証を行う。
|
| Causes of Carryover |
CAMTA3タンパク質の解析用に外注していた抗体の到着が遅れたため。繰越した助成金はCAMTA3抗体を用いた実験の消耗品購入および論文投稿に係る費用に用いる。
|
