新規ABA非感受性変異体slh1の表現型解析と原因遺伝子のクローニング

• Project/Area Number: 14740449
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 能年 義輝 独立行政法人理化学研究所, 植物分子生物学研究室, 協力研究員 (70332278)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2002: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 細胞死 / 病原体抵抗性反応 / サリチル酸 / 湿度 / R-gene / 病原体抵抗性 / 乾燥ストレス / アブシジン酸

Research Abstract

Ds端配列データベースを利用して、slh1のDs挿入遺伝子のノックアウトalleleを2ライン単離できたが、これらは生育阻害を示さなかった。また、cDNA導入によって表現型が相補されなかったことから、Ds挿入はslh1の原因遺伝子でないことが判明した。そこで、ポジショナルクローニングを行った。その結果、slh1は、Dsを含む83.6kbp内にマッピングされ、これはDsのハイグロマイシン耐性と表現型の強い連鎖と一致していた。領域内の塩基配列解析により、青枯病菌Ralstonia solanasearumへの耐性を与えるRRS1-R遺伝子のWRKYドメイン内に3塩基(TTA)の挿入変異を発見した。RRS1-Rは典型的なR-geneにWRKYドメインが融合した遺伝子で、塩基挿入はDs転移の際に生じたフットプリントと考えられるが、この変異によってWRKYの保存領域にロイシンの挿入が起こり、DNA結合能の喪失が予想された。現在相補性試験を行っている。slh1表現型はNahGの導入によって相補されず、病原体抵抗性遺伝子発現の抑圧も確認されなかった。またnpr1-5との二重破壊株の解析においても、表現型が抑圧されなかったことから、slh1は、サリチル酸とNPR1に非依存的な経路が活性化している事がわかった。湿度低下における気孔閉鎖とABA誘導性遺伝子の発現は正常であった。
本研究課題の遂行により、slh1はサリチル酸とNPR1に非依存的な経路を介した細胞死と病原体抵抗性反応を自発的に引き起こす劣勢の変異体であり、その活性化は高湿度条件によって抑制されるということが明かとなった。原因はRRS1-R遺伝子のWRKYドメインの機能喪失によるものと考えられ、これはこれまで知見の乏しい「R-geneによる抵抗性反応制御メカニズム」の新たな発見となる。相補実験が終了し次第発表を予定している。