| 研究課題/領域番号 |
21K05591
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39040:植物保護科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宮下 脩平 東北大学, 農学研究科, 助教 (60556710)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | R遺伝子 / 抵抗性 / 細胞死 / 植物ウイルス / 植物 / 病害虫 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界では作物生産の約4分の1が病虫害で失われている。その被害を環境負荷の少ない方法で減らすことは人類共通の課題である。一つの方法として植物の病害虫抵抗性遺伝子（R遺伝子）の利用があるが、R遺伝子による抵抗性は植物が自然界で長い年月を経て獲得したものであり、農業現場で求められる形質と必ずしも合致しない。研究代表者はR遺伝子による病害虫抵抗性誘導において、個体レベルの抵抗性誘導から集団レベルの抵抗性誘導への「フェーズ移行」があると仮定するとこれまで複雑とされてきた抵抗性誘導経路を整理して把握できる可能性に気づいた。本研究ではこれを検証する。本研究の成果は農業現場でのR遺伝子有効活用につながりうる。
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| 研究実績の概要 |
１）アグロインフェクションによる同期的抵抗性誘導系の構築
R遺伝子形質転換体N. benthamiana由来培養細胞を作製して、これをプロトプラスト化してウイルスを接種することにより、同期的な感染・抵抗性誘導系の確立を試みた。R遺伝子形質転換体N. benthamianaでHRによる細胞死を誘導する野生型CMVRNAを接種してみたところ、期待に反して細胞死が起きなかったためRタンパク質の蓄積量を調べたところ、植物体での蓄積量よりかなり低いことが明らかとなった。培養細胞作製当初は期待通りの発現量が見られていたことから、継代するにしたがって蓄積量が低下するようになってしまったものと考えられた。
２）ERダウングレードの検討
昨年度、dsRNAの外生投与により特定のR遺伝子によるER誘導をHR誘導にダウングレードできる可能性が明らかになった。今年度はシロイヌナズナのR遺伝子による誘導抵抗性を網羅的にダウングレードすることを目的として、R遺伝子に高い相同性でマッチするsRNA候補配列となる30塩基配列を4パターン抽出し、これを4回繰り返したdsRNAを合成するための系を確立した。これをシロイヌナズナに外生投与し、いくつかのR遺伝子について発現量を調べたところ、大きな変化が見られなかったことから、外生投与条件の検討が必要であることが明らかになった。そこでdsRNA導入効率を上昇させるペプチドの利用を検討し始めた。
３）ER誘導およびmircroHR誘導のCMV変異体
投稿論文にまとめて受理され、公開された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
期待に反した結果となった実験が多く、遅れていると言わざるを得ないが、改善すべき点も分かっていることから、「やや遅れている」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）アグロインフェクションによる同期的抵抗性誘導系の構築
R遺伝子形質転換体N. benthamiana由来培養細胞を定期的に作製し、早い時期に実験に使用することを検討する。また、昨年度手をつけられなかったR遺伝子形質転換体N. benthamiana葉肉由来のプロトプラスト作製・ウイルス接種による同期的な感染・抵抗性誘導系の確立も試みる。
２）
dsRNA導入効率を上昇させるペプチドの利用によりR遺伝子による誘導抵抗性の網羅的ダウングレードを試みるほか、ペアNLR型R遺伝子によって共通に利用されているhelper NLRについてdsRNAを用いたノックダウンを行い、（網羅的ではないが）多数のR遺伝子による誘導抵抗性のダウングレードを試みる。
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