宿主特異的ACR毒素のレセプター遺伝子の単離とその解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11660048
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 秋光 和也 香川大学, 農学部, 助教授 (80263888)
• キーワード: ACR毒素 / Alternaria / Brown spot病 / カンキツ / 宿主特異的毒素 / tRNA-Ala / ミトコンドリア / レセプター

研究概要

Alternaria alternata rough lemon pathotypeにより生産されるACR毒素は、本菌の病原性の主因子であり、タギング法(REMI法)による毒素生成能欠損株は病原性を完全に失う。本毒素の作用点はミトコンドリアであり、作用機構は酸化的リン酸化の脱共役と補因子の漏出によるTCA回路の停止である。ACR毒素は宿主であるラフレモンのミトコンドリアにのみ作用し、他植物のミトコンドリアには一切毒性を示さない。先に、大腸菌をACR毒素に感受化させるカンキツミトコンドリア(mt)遺伝子(ACRS)を単離し、前年度は大腸菌発現系を用いて、ACRS遺伝子による毒素感受化機構について解析してきた。今年度は、カンキツmtのACR毒素感受化決定機構における本遺伝子の役割について解析した。ACRS遺伝子を含む約2600bpのラフレモンDNA断片領域(ACRS22kpn32)の塩基配列を決定した結果、ACRS遺伝子はtRNA-Alaのイントロン部分に位置することを明らかにした。ACRS遺伝子はACR毒素感受性、抵抗性カンキツの双方のmtゲノム中に存在してたが、毒素抵抗性品種のmtでは本遺伝子転写物がプロセッシングを受けていることが明らかとなった。次に、大腸菌発現産物を用いてACRS遺伝子産物に対する抗体を作成し、ウエスタンブロット法によりmtにおける本遺伝子産物の有無を検定した結果、本遺伝子産物はACR毒素感受性ラフレモンmtにのみ存在することが明らかとなった。このことから、ACRS遺伝子転写物は抵抗性カンキツmtではプロセッシングを受けて翻訳されないが、感受性カンキツmtでは本遺伝子産物が翻訳され、ACR毒素感受化決定の主因子として機能していることが明らかとなった。これら植物ミトコンドリア遺伝子の転写物修飾の有無により、病原菌感受化における特異性が支配される例はこれが始めての報告であり、現在Scienceに投稿審査中である。

研究成果

• [文献書誌] Isshiki,A.,Akimitsu,K., et al.: "Endopolygalacturonase is essential for citrus black rot caused by Alternaria citri but not brown spot caused by Alternaria alternata"Molecular Plant-Microbe Interaction. 14(in press). (2001)
• [文献書誌] Okazaki,K.,Amano,T.,Akimitsu,K. et al.: "Cloning and nucleotide sequence of the mycodextranase from Streptomycetes sp. J-13-3."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 65(in press). (2001)
• [文献書誌] Moriguchi,T.,Komatsu,A.,Akimitsu,K., et al.: "Molecular cloning of a homologue of dad-1 gene in citrus : distinctive expression during fruit development,"Biochimica et Biophysica Acta. 1490. 198-202 (2000)
• [文献書誌] Masunaka,A.,Akimitsu,K. et al.: "Distribution and characterization of AKT homologs in the tangerine pathotype of Alternaria alternata"Phytopathology. 90. 762-768 (2000)
• [文献書誌] Isshiki,A.,Akimitsu,K.,Ishii,H,and Yamamoto,H.: "Purification of polygalacturonases produced by the pear scab pathogens, Venturia nashicola and Venturia pirina"Physiological and Molecular Plant Pathology. 56. 263-271 (2000)
• [文献書誌] Arase,S.,Zhao,C.H.,Akimitsu, et al.: "A recessive lesion mimic mutant of rice with elevated resistance to fungal pathogens."Journal of General Plant Pathology. 66. 109-116 (2000)
• [文献書誌] 秋光和也 ら: "Alternaria brown spot病菌に対する宿主植物感受化の分子機構"日本植物病理学会. 26-35 (2000)
• [文献書誌] Akimitsu,K., et al.: "Citrus Responses to a Pathogenicity Factor : The Brown Spot Disease Caused by the Rough Lemon Pathotype of Alternaria alternata"APS Press. 202-211 (2000)