植物病原糸状菌における宿主特異的毒素に依存した寄生性分化の分子機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10460019
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 柘植 尚志 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (30192644)
• 研究分担者: 秋光 和也 香川大学, 農学部, 助教授 (80263888)
• キーワード: 植物病原糸状菌 / Alternaria alternata / 宿主特異的毒素 / 病原性遺伝子 / 寄生性分化

研究概要

Alternaria alternataには、宿主特異的毒素を生産する7種の病原型が存在する。本研究では、これらのうち構造類似の毒素を生産するナシ黒斑病菌(AK毒素生産菌)、イチゴ黒斑病菌(AF毒素生産菌)およびタンゼリンbrown spot菌(ACT毒素生産菌)の毒素生合成遺伝子群の構造と機能を比較解析し、寄生性分化の分子機構の解明を目指した。本年度の研究成果は以下の通りである。
(1)ナシ黒斑病菌のAK毒素生合成遺伝子クラスターの構造をさらに解析し、先に見出した遺伝子も含め8遺伝子(AKT遺伝子群と命名)を同定した。これらのうち6遺伝子が、イチゴ黒斑病菌とタンゼリンbrown spot菌にも存在することを確認した。この結果は、これら6遺伝子が、3病原菌の毒素に共通な部分構造の生合成に関与することを示唆した。
(2)イチゴ黒斑病菌のAF毒素生合成遺伝子クラスターから、5つのAKT相同遺伝子と3つの新たな読み枠を見出した。そのうちのひとつは、イチゴ黒斑病菌に特異的な遺伝子であることを明らかにした。
(3)パルスフィールドゲル電気泳動法を用いて、イチゴ黒斑病菌のAF毒素生合成遺伝子クラスターがdispensable染色体(生存に不可欠でない染色体)に分布することを見出した。
(4)タンゼリンbrown spot菌のACT毒素生合成遺伝子クラスターから3つのAKT相同遺伝子を同定した。さらに、それらのうち1遺伝子のターゲッティング株(ACT毒素欠損株)を作出し、その変異がナシ黒斑病菌遺伝子によって相補できること、すなわち両菌の相同遺伝子が同じ機能を持つことを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Kaneko,I.: "REAL : an LTR retrotransposon of the plant pathogenic fungus Alternaria alternata"Molecular and General Genetics. 263(4). 625-634 (2000)
• [文献書誌] Masunaka,A.: "Distribution and characterization of AKT homologs in the tangerine pathotype of Alternaria alternata"Phytopathology. 90(7). 762-768 (2000)
• [文献書誌] Tanaka,A.: "Structural and functional complexity of the genomic region controlling AK-toxin biosynthesis and pathogenicity in the Japanese pear pathotype of Alternaria alternata"Molecular Plant-Microbe Interactions. 13(9). 975-986 (2000)
• [文献書誌] Tanaka,A.: "Reporter gene analysis of AKT3-1 and AKT3-2 expression during conidial germination of the Japanese pear pathotype of Alternaria alternata"Journal of General Plant Pathology. 67(1)(印刷中). (2001)
• [文献書誌] Isshiki,A.: "Endopolygalacturonase is essential for citrus black rot caused by Alternaria citri but not brown spot caused by A.alternata"Molecular Plant-Microbe Interactions. 14(印刷中). (2001)
• [文献書誌] 柘植尚志: "植物と微生物相互作用の夜明け"奥野哲郎・曳地康史編,日本植物病理学会. 139 (2000)
• [文献書誌] Tsuge,T.: "Delivery of Pathogen Signals in Plants"N.Keen et al., eds., The American Phytopathological Society Press. 268 (2001)