糸状菌の紫外線センシング：紫外線受容体の解明に向けた多面的アプローチ

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25450101
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 木原 淳一 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (40294368)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 紫外線 / 植物病原糸状菌 / 光受容体 / イネごま葉枯病菌 / 遺伝子発現 / 胞子形成 / 光形態形成 / メラニン

Outline of Annual Research Achievements

糸状菌類において、胞子形成や色素合成等の光形態形成が、青色光や赤色光によって調節される現象が広く知られている。糸状菌における光形態形成の光受容体として、糸状菌に特有の青色光受容体、植物の赤色光受容体（フィトクロム）、植物の青色光受容体（クリプトクロム）、動物の光受容体（オプシン）に類似した光受容体の存在が明らかになっている。一方、イネの病原糸状菌であるイネごま葉枯病菌の分生胞子形成やメラニン合成は紫外線によって誘導・促進されることから、紫外線受容体の存在が示唆されてきた。本研究では、イネごま葉枯病菌を用いて、糸状菌で未知の紫外線受容体の実態解明に向けた基礎的研究基盤を確立することを目的とした。
前年に引き続き、植物の紫外線受容体UVR8に特徴的なアミノ酸モチーフと相同性のある遺伝子をイネごま葉枯病菌のゲノムデータベースから検索し、機能解析を行ったが、紫外線受容体を示唆する結果は得られなかった。一方、イネごま葉枯病菌の分生胞子に紫外線を照射して、突然変異体を作出する方法の検討を行った。寒天培地上での生育遅延や色素変異といった変異株が得られたものの、その性質は不安定であり、作出した変異株の中から紫外線受容体が関与すると考えられる変異体をスクリーニングするのは困難であると判断した。
これまで、紫外線の照射源として用いていた、ブラックライトブルー蛍光灯は、紫外線UVAとUVBを両方含む近紫外線（波長300-400nm）を放射するため、それぞれの紫外線の効果を区別するのが難しかった。そこで、LEDを用いて、紫外線UVA（波長ピーク340nm）と紫外線UVB（波長ピーク310nm）を別々に照射する実験系を確立した。分生胞子形成やメラニン合成は、紫外線UVBによる効果が高かったことから、イネごま葉枯病菌には、紫外線UVBを吸収する紫外線受容体が存在することが示唆された。