植物の自己細胞死の制御による植物細菌病の防除への展望

• 研究課題/領域番号: 16780031
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 木場 章範 高知大学, 農学部, 助教授 (50343314)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: Pseudomonas cichorii / Ralstinia solanacearum / Apoptosis / Lettuce / Tobacco / Programmed cell death / Disease / Hypersensitive response / Pseudomonas syringae / 自己細胞 / 発病機構 / 防御応答 / アポトーシス / Ralstonia solanacearum

研究概要

レタス、ナス、タバコと病原性、非病原性Pseudomonas属菌およびナス科青枯病菌Ralstonia solanacearumを用いて発病過程における宿主応答について解析するとともに、防御応答と比較・解析した。その結果、レタス腐敗病(P.cichorii)、ナス褐斑細菌病(P.cichorii)、タバコ野火病(P.syringae pv. tabaci)の発病過程、およびHR誘導過程には(1)カスパーゼIII、Vが共通に関与すること、(2)宿主の細胞内情報伝達、遺伝子発現、タンパク質合成が関与するアポトーシス様自己細胞死が関与すること、(3)防御関連遺伝子の発現誘導が時間的、量的に異なることが明らかとなった。その一方で、発病過程には特異的なプロテアーゼやDNaseの活性化や、脂質の過酸化がおこることも見出してきた。さらに、病原性・非病原性Pseudomonas属菌、およびナス科青枯病菌Ralstonia solanacearumの感染過程のレタス、タバコにおいて発現が特異的に制御される遺伝子群のライブラリーを、ディファレンシャル・ディスプレイ法、cDNAサブトラクション法等を用いて作出を行ってきた。さらに、遺伝子ライブラリーから、発病過程にのみ特異的に発現する遺伝子をレタス、タバコより単離している。さらに、単離した遺伝子の機能解析を推進するために、タバコ植物に近縁植物であるNicotiana benthamianaとジャガイモウイルスXベクターを用いたVirus-Induced Gene Silencing(VIGS)法による遺伝子のノックダウン系を確立した。これまでの研究結果から、罹病性と抵抗性の決定には(1)病徴発現(罹病性)と防御応答(HR誘導等)の過程には共通する経路が関与し、植物応答の速度・タイミング・量といった時間的・量的な差異が重要である(2)罹病性・発病を質的に決定する植物側の因子が存在するという仮説を立てるに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of apoptotic cell death leads to the development of bacterial rot caused by Pseudomonas cichorii (2006)
  • 著者名/発表者名: Kiba A, Sangawa Y, Ohnishi K, Yao N, Park P-Y, Nakayashiki H, Tosa Y, Mayama S, Hikichi Y
  • 雑誌名: Molecular Plant-Micorobe Interactions 19・2 ページ: 112-122
• [雑誌論文] Catalog of Micro-Tom tomato responses to common fungal, bacterial and viral pathogens (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., Shimizu, A., Arie, T., Rosmalawati, S., Fukushima, S., Kikuchi, M., Hikichi, Y., Kanda, A., Takahashi, A., Kiba, A., Ohnishi, K., et al.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 71 ページ: 8-22
  • NAID: 10014471856
• [雑誌論文] Discrimination between tobamoviruses and their pathotypes for L-gene-mediated resistance in green pepper (Capsicum annuum L.) by reverse transcription polymerase chain reaction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi S., Hamada, H., Toyoda, T., Suzuki, K., Kiba, A., Hikichi, Y., Okuno, T.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 71 ページ: 60-67
  • NAID: 10014472103
• [雑誌論文] Timing and extent of hypersensitive response are critical to restrict local and systemic spread of Pepper mild mottle virus in pepper containing the L3 gene. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hamada, H., Takeuchi, S., Kiba, A., Tsuda, S., Suzuki, K., Hikichi, Y., Okuno, T.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 71 ページ: 91-94
  • NAID: 10014472238
• [雑誌論文] The contribution of folate biosynthesis to Ralstonia solanacearum proliferation in the intercellular spaces. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, R., Kanda, A., Ohnishi, K., Kiba, A., Hikichi, Y.
  • 雑誌名: Applied of Environmental Microbiology 71 ページ: 417-422
  • NAID: 120001129726
• [雑誌論文] A new tobamovirus-resistance gene, Hk, in Capsicum annuum. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sawada, H., Takeuchi, S., Matsumoto, K., Hamada, H., Kiba, A., Matsumoto, M.et al.
  • 雑誌名: Journal of Japanese Society of Horticulture 74 ページ: 289-294
  • NAID: 110001815994
• [図書] Biology Plant-Molecular Interactions Vol.4 (2004)
  • 著者名/発表者名: Kiba, A., Sangawa, Y., Hojo, H., Ohnishi, K., Hikichi Y.
  • 出版者: International society for Molecular Plant-Microbe Interactions