宿主特異的毒素が介在するアルターナリア病原菌の病原性分化と進化の分子基盤

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404010
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 甲元 啓介 鳥取大学, 農学部, 教授 (80032093)
• 研究分担者: 小林 裕和 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教授 (80170348) ; 児玉 基一朗 鳥取大学, 農学部, 助手 (00183343) ; 浜崎 敞 鳥取大学, 農学部, 教授 (40032081) ; 尾谷 浩 鳥取大学, 農学部, 教授 (50032305)
• キーワード: Alternaria alternata / 宿主特異的毒素 / 病原性遺伝子 / RFLP分析 / ACT毒素 / AK毒素 / AF毒素 / AL毒素

研究概要

機関研究の範疇に属するため、既存の研究成果を踏まえた緊密な情報交換と討論が随時できるので、初年度としては効果的な展開が図れた。
1.毒素分子種と宿主特異性:オーストラリア産及びイスラエル産のアルターナリアを収集し、brown spot病菌がACT毒素を、またイタリア産イチゴ黒斑病菌がAF毒素Iを生産していることを単離毒素の生物検定と機器分析で確認した。大洋を隔てた遠隔地にスポット的に発生した両病原菌の起源を求めてリボゾームDNAのRFLP分析を行なった。
2.毒素生成突然変異の出現機構:アルターナリアの細胞融合と異核化について検討した。
3.構造決定:構造決定のためのpigeon pea斑点病菌の生成するATC毒素の純化法を検討した。
4.毒素生合成に関与する遺伝子(病原性遺伝子)のクローニング:(1)テルペノイド系毒素生合成系のモデルとして、paxilline合成遺伝子のタギングによるクローニングを試みた。形質転換過程で得られた5つの褐色変異体ではベクターDNAが同一のゲノム領域に組込まれ、本領域の一部を含むベクターによる相同的組込み結果からもこの領域が本変異への関与が示唆された。(2)AL毒素生成遺伝子の単離を目的として、ハイグロマイシンB耐性遺伝子及びプラスミドpAN7-1が付加されたトマトアルターナリア茎枯病菌形質転換体を得た。(3)HC毒素の生合成遺伝子のDNA配列オリゴマーによるAM毒素生合成遺伝子の検索を開始した。PCR法により4つのドメインはアルターナリアで識別・増幅された。特異性についてさらに調査が必要である。
5.選択的毒素作用:(1)AK毒素はsub-lethal dose(10^<-10>M)で感受性ナシプロトプラストに多糖類の生産を誘導した。受容性誘導シグナルとしての役割が今後の研究課題となる。(2)pigeon peaの斑点病菌の生成するATC毒素の第一次作用点は感受性細胞のミトコンドリアにある。(3)AL毒素作用に対する光の影響を調べた。

研究成果

• [文献書誌] 甲元啓介: "植物病原糸状菌による宿主識別-宿主特異的毒素の介在とその分子機構" 学術月報. 46. 1035-1042 (1993)
• [文献書誌] Nutsugah,S.K.,et al.: "Tenuazonic acid production by Alternaria tenuissima and its phytotoxicity to pigeon pea" J.Fac.Agric.Tottori Univ.29. 1-14 (1993)
• [文献書誌] Nutsugah,S.K.,et al.: "Suppressive effect of light on leaf necrosis development elicited by Alternaria tenuissima toxin" J.Fac.Agric.Tottori Univ.29. 15-23 (1993)
• [文献書誌] K.Kohmoto and O.C.Yoder: "Host-Specific Toxin:Biosynthesis,Receptor and Molecular Biology" Tottori University, (1994)
• [文献書誌] K.Kohmoto,H.Otani and T.Tsuge: "Alternaria alternata pathogens,In:Pathogenesis and Host Specificity in Plant Diseases,U.S.Singh,et al.eds." Pergamon Press,UK (in press),