2024 Fiscal Year Annual Research 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
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21K14829
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 高湿度 / シロイヌナズナ / 病原細菌 / アブシシン酸 / エフェクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナの葉内に侵入した病原細菌Pst DC3000は、エフェクターを介して宿主の生理機能を操作し、高湿度において水浸漬（細胞間隙に水が蓄積する現象）を誘導することで、著しい病害を引き起こす。Pst DC3000が水浸漬を誘導する仕組みが明らかになる一方で、植物がどのように水浸漬を防いでいるのか、その実態は未だ不明な点が多い。本研究から、シロイヌナズナの植物ホルモンABA（アブシシン酸）不活化酵素CYP707A3を介した水浸漬抵抗性と、それに対するPst DC3000の感染戦略が明らかとなった。
高湿度に曝されたシロイヌナズナは、葉の細胞質カルシウムイオン濃度を速やかに上昇させ、転写因子CAMTA3を介してCYP707A3の遺伝子発現を誘導し、気孔開口を促進することで葉内細菌による水浸漬の発生を抑制することが示された。
一方で、病原細菌Pst DC3000はエフェクターを用いて宿主の高湿度に対する応答性を阻害し、CYP707A3の高湿度誘導発現を抑制することで、CYP707A3を介した水浸漬抵抗性を打破することが示された。
本研究から、シロイヌナズナは、周囲の湿度上昇を水浸漬が発生する危険な状態と認識し、病原細菌の脅威に先んじて水浸漬抵抗性を誘導している可能性が見出された。これに対して、病原細菌Pst DC3000は、エフェクターで宿主シロイヌナズナの高湿度応答を攪乱することで、水浸漬を誘導し自身の増殖に適した葉内環境を構築していることが示唆された。
本研究の成果は、「湿度情報に基づく陸上植物の病害抵抗性とそれに対する病原菌の感染戦略」という新たなコンセプトを提唱し、高湿度における植物-病原菌間相互作用の理解とその応用に向けた取り組みに貢献すると期待される。
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[Presentation] 高湿度における葉内の水環境制御をめぐるシロイヌナズナとPseudomonas syringae pv. tomato DC3000の攻防2024
Author(s)
安田 盛貴, 篠澤 章久, 平瀬 大志, 上田 栞子, 石崎 遼, 鈴木 隆司, Yuanjie Weng, SK Rahul, 四井 いずみ, 岡本 昌憲, 豊田 正嗣, 西條 雄介
Organizer
令和6年度日本植物病理学会関西部会
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