メタロチオネイン遺伝子による宿主特異的毒素感受性植物の耐性化

• 研究課題/領域番号: 17658024
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 秋光 和也 香川大学, 農学部, 教授 (80263888)
• 研究分担者: 山本 幹博 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (60274015)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 宿主特異的毒素 / ACR毒素 / Alternaria / ラフレモン / メタロチオネイン / 亜鉛 / 毒素生産 / 重金属 / Altemaria

研究概要

本研究では、メタロチオネイン遺伝子を用いて、毒素生産に不可欠な微量要素を細胞外でトラップして宿主から菌に供給できなくすることにより、病原菌による毒素生産が抑制され、ACR毒素生産菌に対する耐病性が増強できると考えている。
研究代表者担当昨年度作成したRleMT1遺伝子を過剰発現させたA.alternata rough lemon pathotype HC1変異株の解析をさらに進めた。本変異菌を培養した培養ろ液へのACR毒素生産量のみならず、胞子発芽時のACR毒素生産量の減少も認められた。そこで本RleMT1過剰発現株を感受性葉に噴霧接種したところ、病斑は確認できなかった。これらのことから、メタロチオネインを用いて、毒素生産に不可欠な微量要素を細胞外でトラップして宿主から菌に供給できなくすると、病原菌による毒素生産が抑制され、病原性が失活することが明確になった。
研究分担者担当イチゴメタロチオネイン遺伝子部分配列をもとに、レース法を用いたcDNAの単離と、その配列に相当するゲノム遺伝子のクローニングを進めた結果、2つのイチゴメタロチオネイン遺伝子cDNA全長を単離し、その中の1つはRleMT1タイプで、もう一つは異なるタイプのメタロチオネインであることが明らかとなった。このうち、RleMT1タイプについては発現系を構築し、メタロチオネイン活性を保有することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Biological roles of monoterpene volatiles derived from rough lemon(Citrusjambhiri Lush)in citrus defense (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamasakim Y., Kunoh H., Yamamoto H., Akimitsu K.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 73 ページ: 168-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ localization of gene transcriptions for monoterpene synthesis in irregular parenchymic cells surrounding the secretory cavities in rough lemon (Citrus jambhiri). (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, Y., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 73 (In press)
• [雑誌論文] Overexpression of a Gene Encoding a Catabolite Repression Element in Alternaria citri Causes Severe Symptoms of Black Rot in Citrus Fruit. (2007)
  • 著者名/発表者名: Katoh, H., Ohtani, K., Yamamoto, H., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Phytopathology 97 (In press)
• [雑誌論文] Biological roles of monoterpene volatiles derived from rough lemon (Citrus jambhiri Lush) in citrus defense. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, Y., Kunoh, H., Yamamoto, H., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 73 (In press)
  • NAID: 10027221364
• [雑誌論文] Overexpression of Citrus Polygalacturonase-inhibiting Protein in Citrus Black Rot Pathogen Alternaria citri. (2007)
  • 著者名/発表者名: Katoh, H., Nalumpang, S., Yamamoto, H., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 163 (In press)
• [雑誌論文] DNA transposon fossils unique to the conditionally dispensable chromosome controlling AF-toxin biosynthesis and pathogenicity of Alternaria alternata. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hatta, R., Shinjo, A., Ruswandi, S., Yamamoto, M., Akimitsu, K., Tsuge, T.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 72 ページ: 210-219
• [雑誌論文] RlemMT1遺伝子を過剰発現させたAlternaria leaf spot病菌における宿主特異的ACR毒素の生産に関する研究. (2006)
  • 著者名/発表者名: 西村 聡, 宮本蓉子, 山本弘幸, 秋光和也
  • 雑誌名: 日本植物病理学会報 72 ページ: 230-230
• [雑誌論文] Characterization of cDNAs encoding two distinct miraculin-like proteins and stress-related modulation of the corresponding mRNAs in Citrus jambhiri Lush. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsukuda, S., Gomi, K., Yamamoto, H., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Plant Mol.Biol. 60 ページ: 125-136
• [雑誌論文] ラフレモン形質転換系の構築に向けた組織培養条件に関する研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 西村 聡, 塩谷 浩, 山本 弘幸, 秋光 和也
  • 雑誌名: 日本植物病理学会報 72 ページ: 64-64
• [雑誌論文] RlemMT1遺伝子を過剰発現させたAlternaria leaf spot病菌における宿主特異的ACR毒素の生産に関する研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 西村 聡, 宮本 蓉子, 山本 弘幸, 秋光 和也
  • 雑誌名: 日本植物病理学会報 72(In press)
• [雑誌論文] An isolate of Alternaria alternate that is pathogenic to both tangerines and rough lemon and produces two host-selective toxins, ACT- and ACR-toxins. (2005)
  • 著者名/発表者名: Masunaka, A., Ohtani, K., Peever, T.L., Timmer, L.W., Tsuge, T., Yamamoto, M., Yamamoto, H., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Phytopathology 94 ページ: 241-247
• [雑誌論文] Structural analysis of cosmid clone pcAFT-2 carrying AFT10-1 encoding an acyl-CoA dehydrogenase involved in AF-toxin production in the strawberry pathotype of Alternaria alternata. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ruswandi, S., Kitani, K., Akimitsu, K., Tsuge, T., Shiraishi, T., Yamamoto, M.
  • 雑誌名: J.Gen.Plant Pathol. 71 ページ: 107-116
  • NAID: 10015507788
• [雑誌論文] MetallothioneinをコードするラフレモンcDNAの単離 (2005)
  • 著者名/発表者名: 西村 聡, 多々野 智, 山本 弘幸, 秋光 和也
  • 雑誌名: 日本植物病理学会報 71 ページ: 55-55
• [学会発表] Suppression of ACR-toxin Production Using Zinc-binding Metallothionein in Alternaria alternaa Rough Lemon Pathotype (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura S., Tatano S., Akimitsu K.
  • 学会等名: XIII IC-MPMI
  • 発表場所: Sorrento,Italy
• [図書] 植物病理学(分担)/第6章病原体の病原性発現機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 秋光 和也
  • 出版者: 文永堂出版(印刷中)
• [図書] 微生物の病原性と植物の防御応答(分担)/第3章毒素と病原性(P59-65) (2007)
  • 著者名/発表者名: 秋光和也
  • 総ページ数: 231
  • 出版者: 日本植物病理学会
• [図書] 植物・病原体相互反応における特異性決定機構 (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, H, Akimitsu, K.
  • 総ページ数: 151
  • 出版者: 日本植物病理学会