植物病原糸状菌のペクチン代謝経路の解明とその病理学的評価

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13660054
• 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: 細胞壁分解酵素 / ペクチン / 黒腐病 / ペクチン分解酵素 / 糸状菌 / カンキツ / 植物病原性 / プロモーター

研究概要

これまでの研究より、同属でありながら宿主カンキツに誘起する症状が全く異なるA.alternataとA.citriには、酵素の生化学的諸性質及び遺伝子レベルにおいて高い類似性を示すendoPGが存在し、その類似性の高さから糸状菌進化の指標遺伝子として使えることを示して、さらにendoPGの病原性における役割は同属であってもその菌の誘起する病徴が違えば全く異なることを明らかにした。今年度は、GFP遺伝子を挿入した組換体を作出し、カンキツ果実中におけるA.citriの感染行動を緑色蛍光発光を利用して観察した。また本菌のendoPG欠損変異株M60についてもGFP遺伝子を挿入した組換体を作出し、野生株のGFP遺伝子導入株の感染行動と比較し、カンキツ侵入時におけるA.citriのendoPGの生産は、果実内部への侵入時と黒腐症状の誘起には必須であるが、砂じょう部に菌糸を展開する場合には、果肉や果汁にふくまれる糖や酸によりendoPGは重要な役割を果たしていないことを明らかにした。さらに、GFP遺伝子産物由来の緑色蛍光発光を利用したendoPG遺伝子プロモーターの活性化様式に関するレポーター解析を行ない、砂じょう部に展開する本菌のendoPG遺伝子は果汁中のグルコース、フルクトース、シュークロースにより抑制され、かつこれらの糖が成長しうるに十分な栄養源になり、砂じょう部における菌糸展開にendoPGは全く必要ではないことを明らかにした。また、タギング法/REMI法を用いて本菌の病原性欠損変異株を作出し、その中の一つである変異株4-2はヒスチジン要求性であることが明らかとなった。そこでヒスチジン生合成酵素imidazole glycerol phosphate dehydratase(IGPD)に着目し、ヒスチジン生合成と病原性の関連を標的遺伝子破壊法により検定するためにIGPD遺伝子を単離した。現在このIGPD遺伝子の標的遺伝子破壊が進展中であり、今後本酵素(=ヒスチジン合成)の病原性における役割が明らかになる。

研究成果

• [文献書誌] Ohtani, K., Isshiki, A., Yamamoto, H.Akimitsu, K.: "Involvement of Carbon Catabolite Repression on Regulation of Endopolygalacturonase Gene Expression in Citrus Fruit"Journal of General Plant Pathology. 69(印刷中). (2003)
• [文献書誌] lsshiki, A., Ohtani, K., Kyo, M., Yamamoto, H.Akimitsi, K.: "Green florescent detection of fungal colonization and endopolygalacturonase gene expression in the interactions of Alternaria alternata with citrus"Phytopathology. 93(印刷中). (2003)
• [文献書誌] Nalumpang, S., Gotoh, Y., Tsuboi, H., Gomi, K., Yamamoto, H, Akimitsu, K: "Functional characterization of citrus polygalacturonase-inhibiting protein"Journal of General Plant Pathology. 68. 118-127 (2002)
• [文献書誌] Peever, T.L., Ibaez, A., Akimitsu, K., Timmer, L.W.: "Worldwide Phylogeography of the Citrus Brown Spot Pathogen, Alternaria alternata"Phytopathology. 92. 794-802 (2002)
• [文献書誌] Gotoh, Y., Nalumpang, S., Isshiki, A., Utsumi, T., Gomi, K., Akimitsu, K.: "A cDNA encoding polygalacturonase-inhibiting protein induced in citrus leaves by polygalacturonase of Alternaria citri"Journal of General Plant Pathology. 68. 57-61 (2002)
• [文献書誌] Isshiki, A., Akimitsu, K.Yamamoto, M., Yamamoto, H: "Endopolygalacturonase essential for citrus black rot caused by Alternaria citri but not brown spot caused by Alternaria alternata"Mol. Plant-Microbe Interact.. 14. 749-757 (2001)
• [文献書誌] Otani, K., Yamamoto, H.Akimitsu, K.: "Sensitivity to Alternaria alternata toxin in citrus because of altered mitochondrial RNA processing"Proceedings of National Academy of Sciences of the USA. 99. 2439-2444 (2002)