イネ病害抵抗性におけるサリチル酸の合成・蓄積を制御する分子機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25450067
• Research Institution: 国立研究開発法人農業生物資源研究所
• Principal Investigator: 高橋 章 国立研究開発法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究員 (20414914)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: イネ / サリチル酸 / ICS

Outline of Annual Research Achievements

過剰にサリチル酸（SA）の合成・蓄積が誘導されるospti1a変異体に加え、イネにおけるフェニルプロパノイド合成酵素遺伝子を特異的に制御する転写因子の、一過的過剰発現体を利用したマイクロアレイ解析から、SA合成に関与する酵素候補遺伝子を9つ見出した。これらの酵素遺伝子は、病害抵抗性が誘導される際に発現が特異的に誘導され、局所的なSAの合成に関与することが期待される。そこで、恒常的にSAの蓄積が高く、抵抗性応答が誘導されるospti1a変異体を用いて、これらの遺伝子のうちBA2H候補遺伝子等について、発現を抑制する形質転換体を作成した。T1世代種子を採取次第、ospti1a変異体におけるSAの蓄積ならびに抵抗性反応に対する影響を解析することとした。
イネのOsICSは、シロイヌナズナのatsid2変異体を相補できない。タンパク質の発現解析から、相補できない理由が、シロイヌナズナの細胞内でOsICSタンパク質が安定的に存在できないことが示唆された。そこで、シロイヌナズナのAtICS1と、OsICSでシグナルペプチドを入れ替えたキメラICSタンパク質を作成し、atsid2変異体の相補試験を行った。AtICS1のシグナルペプチドを結合したOsICSはタンパク質の蓄積が観察されたにも関わらず、病原細菌感染試験ならびにPR遺伝子の発現解析において、atsid2変異体を相補しないことが明らかとなった。すなわち、OsICSはタンパク質の安定性ではなく、ICS1活性を有していない (あるいは非常に小さい) 可能性が高いことが明らかとなった。
イネ変異体系統群からOsICSに変異を生じた系統を33系統選抜し、そのうち、12系統において、アミノ酸置換が起こった変異を見出した。現在、これらの変異系統について圃場で展開しており、ホモ個体の選抜ならびに戻し交配により試験材料の準備を進めている。