イネいもち病抵抗性タンパク質の有する病原菌エフェクター認識部位の機能解析

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K20586
• Research Institution: Iwate Biotechnology Research Center
• Principal Investigator: 宮路 直実 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 研究員 (60908383)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: イネ / いもち病菌 / 抵抗性タンパク質 / エフェクター / Integrated Domain

Outline of Annual Research Achievements

イネいもち病ペアNLR型抵抗性遺伝子Pias (Pias-1 + Pias-2) は、いもち病菌エフェクターAVR-Piasを認識する。Pias-2はNLRドメインの他に、エフェクター認識性の他のタンパク質を進化過程で獲得したと考えられているドメイン (Integrated Domain; ID) を持つ。Pias-2のIDはイネ属で多様であるが、イネを含むAゲノム種のみが機能未知のDUF761をIDとして持つ。本研究では、PiasとAVR-Piasの相互作用と、AVR-Piasの結合因子に着目し、Aゲノム種のPias-2がDUF761を獲得した進化的意義を明らかにすることを目標とした。
はじめに、Piasの各ドメインとAVR-Piasとの相互作用をYeast Two Hybrid (Y2H) 法で検証した。Pias-2のCCドメインとIDがAVR-Piasと結合したことから、エフェクター認識にはIDとCCの両方が重要である可能性が示唆された。
次に、AVR-Piasの病原性機能について検証した。AVR-Piasを過剰発現するイネ培養細胞を作出し、エリシター処理による防御応答の誘導程度を調べた。野生型培養細胞と比較して防御応答の誘導程度が低かったことから、AVR-Piasはイネの基礎的免疫応答の抑制機能を持つことが考えられた。AVR-Piasの作用因子を探索するため、培養細胞を用いてCo-IP-MS法を実施し、AVR-Pias結合因子候補を複数同定した。候補因子とAVR-Piasの結合性をY2H法とN. benthamianaにおける一過的発現系を利用したCo-IP法で検証したが、AVR-Piasと結合する因子の同定には至らなかった。Co-IP-MS法の実施条件を改善する必要があると考えられたことから、材料などの条件を再検討することとした。