宿主特異的毒素が介在する植物-微生物相互作用の分子遺伝学に関する日米共同研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044207
• 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: DUNKLE L.D. パデュー大学, 植物病理学科, 教授 ; GILCHRIST D. カルフォルニア大学, デービス校・植物病理学科, 教授 ; SIEDOW J.N. デューク大学, 植物学科, 教授 ; WOLPERT T.J. オレゴン州大学, 植物病理学科, 助教授 ; JOHAL G. ミズリー大学, 農学科, 助教授 ; TURGEON B.G. コーネル大学, 植物病理学科, 準教授 ; MACKO V. コーネル大学, ボイストムリン研究所, 教授 ; 田平 弘基 鳥取県園芸試験場, 研究員 ; YODER O.C. コーネル大学, 植物病理学科, 教授 ; BRIGGS S.P. パイオニアHiーBred社, 生物工学研究所, 総括部長 ; WALTON J.D. ミシガン州立大学, 植物研究所, 準教授 ; 伊藤 靖夫 信州大学, 理学部, 助手 (70283231) ; 秋光 和也 香川大学, 農学部, 助教授 (80263888) ; 宮川 恒 京都大学, 農学部, 助教授 (10219735) ; 朴 杓允 帝京大学, 医学部, 助手 (20147094) ; 荒瀬 栄 島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (40127478) ; BRONSON C.R. アイオア州立大学, 植物病理学科, 準教授 ; 小林 裕和 静岡県立大学, 大学院・生活健康科学研究科, 助教授 (80170348) ; 柘植 尚志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (30192644) ; 児玉 基一郎 鳥取大学, 農学部, 講師 (00183343) ; 中島 広光 鳥取大学, 農学部, 助教授 (40144646) ; 尾谷 浩 鳥取大学, 大学院・連合農学研究科, 教授 (50032305)
• キーワード: Alternaria / CPS遺伝子 / 毒素生産遺伝子 / AM毒素 / AK毒素 / REMI / endoPG

研究概要

1.リンゴ斑点落葉病菌の宿主特異的AM毒素の生合成に関与する遺伝子:米国側共同研究者が開発した環状ペプチド合成酵素(CPS)遺伝子のユニバーサルPCRプライマーによるPCRを利用して、各種Alternaro属菌のゲノムDNAをテンプレートとしてPCR増幅産物を得た。これらをサブクローニングして塩基配列解析よりCPSとの関連性を検討した。リンゴ斑点落葉病菌M-71菌株の310bpのPCR産物はHTS1と高い相同性を示し、またそのアミノ酸配列をHTS及び他のCPSと整列・比較したところ、各CPSのドメイン間に高度に保存されるコア配列が存在し、ペプチド鎖上の配列構造も他のCPS遺伝子の構造と良く一致した。一方、得られた310bpクローンをプローブとして、各種Alternaria属菌のゲノムDNAのサザンブロティングを行なったところ、リンゴ斑点落葉病菌だけにシグナルが認められた。今回得られたPCR産物は、AM毒素の生合成に関する遺伝子である可能性が高い。
2.ナシ黒斑病菌の宿主特異的AK毒素の生合成に関与する遺伝子:REMI法によりナシ黒斑病菌からAK毒素欠損(病原性失活)変異株を3株分離し、毒素欠損株の染色体DNAライブラリー作成、ベクターDNAと隣接染色体DNAを含むクローンを選抜した。選抜クローンの制限酵素地図はこれらが同一の染色体DNA断片を持つことを示し、このDNA断片を用いて病原性親株の遺伝子破壊を試みたところ、毒素欠損形質転換体が高頻度で得られた。この染色体断片は毒素生産遺伝子(AKT1と命名)の一部である。
3.カンキツbrown spot病菌の生成する植物細胞壁分解酵素:本菌の培養ろ液からendoPGを単離し、このN末端と他のendoPGのモチーフよりデザインしたプライマーを用いて、病原菌ゲノム遺伝子を鋳型としたPCRを行い、700bpの増幅産物を得た。

研究成果

• [文献書誌] H.Nakajima: "Neovasipyridones related to neovasinen,a phytotoxin of the fungus Neocosmospona" Phytochemistry. 43・5. 1015-1017 (1996)
• [文献書誌] S.Arase: "The effects of light and photo-and protein-synthetic inhibitors on the Sekiguchi lesion formation by Magnaporte grisea in rice cv.Sekiguchi-asahi" Jour.Phytopathology. 144(in press). (1996)
• [文献書誌] Joong-H.Ahn: "Chromosomal organization of TOX2,a complex locus controlling host-selective toxin biosynthesis in Cochliobolus carbonum" The Plant Cell. 8. 887-897 (1996)
• [文献書誌] J.D.Walton: "Host-selective toxins : agents of compatibility" The Plant Cell. 8. 1723-1733 (1996)
• [文献書誌] G.Yang: "A polyketide synthase is required for fungal virulence and production of the polyketide T-roxin" The Plant Cell. 8. 2139-2150 (1996)
• [文献書誌] H.Akamatsu,et al: "A Al-toxin deficient mutants of Aeternaris alternata tomato pathotype by restriction enzyme-mediated integration" Phytopathology. 87(in press). (1997)
• [文献書誌] Dallice Mills et al.: "Molecular Aspects of Pathogenicity and Resistance" APS Press, 294 (1996)
• [文献書誌] 市原耿民 他(編): "植物病害の化学" 学会出版センター, 290 (1997)
• [文献書誌] Gary Stacey et al: "Biology of Plant-Microbe Interactions" IS-MPMI, 588 (1996)
• [文献書誌] K.G.Mukherji et al.: "Toxins in Plant Diseased Denelopment and Evolving Biotechnology" Oxford & IBH Publishing Co.(in press),
• [文献書誌] 江原淑夫 他(編): "植物感染生理学研究の現状と将来展望-若手研究者を中心として-" 日本植物病理学会, 179 (1996)