植物病原菌の病原性に関与するプログラム細胞死機構の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22K14895
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: 住田 卓也 滋賀県立大学, 環境科学部, 講師 (90881136)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物病原菌 / 宿主侵入 / 付着器 / ユビキチン / 選択的タンパク質分解 / プログラム細胞死

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、植物病原菌の感染過程特異的なプログラム細胞死（PCD）の制御機構とタンパク質分解の関連性、そしてPCDを実行する機構の解明に向けた解析を行った。これまでにウリ類炭疽病菌のユビキチンリガーゼ関連遺伝子CoGRR1の破壊株の付着器において、核の崩壊を伴うPCDが起きることを見出しており、本研究では主に同遺伝子に着目した。
初年度は実験基盤の構築を行ったほか、リガーゼの他の構成因子との結合に必要なF-boxドメインを欠損した変異型CoGRR1の導入株の解析を行った。ドメイン欠損株では破壊株と同様に付着器のPCDが生じ、CoGRR1を介したタンパク質分解がPCDと関連することが強く示唆された。
本年度は酵母ツーハイブリッド法によるCoGRR1の標的タンパク質の探索を試みたが陽性クローンが得られなかったため、ライブラリーを再構築してスクリーニングを継続している。また、RNA-Seqにより野生株とCoGRR1破壊株の付着器および菌糸体における遺伝子発現の解析を行った。解析の結果、破壊株の付着器で野生株と比べ著しく発現が上昇しており、かつ菌糸体では発現レベルが低い遺伝子のリストを得ることができた。これらの遺伝子のPCDとの関連性を明らかにするため、今後詳細に調査する必要がある。さらに、ウリ類炭疽病菌の野生株の分生子およびCoGRR1破壊株の付着器で生じるPCDとフェロトーシス・アポトーシスとの関連性を調査したが、いずれも明確な関連性は認められず、これらのPCDは新規の機構による可能性が考えられた。また、イネいもち病菌におけるオルソログMoGRR1遺伝子の破壊株の解析を行った。破壊株は病原性が低下する傾向を示したが、形質の不安定さが認められたため、付着器の侵入能力・生存性についてはより安定した分離株を親株に用いて再現性を確認する必要があると考えられた。