| 研究概要 |
トマト茎枯病菌などAlternaria属宿主特異的毒素(HST)生産菌は、非病原菌には存在しない余分な付加的小型染色体(CD染色体)を有している。これまでの研究から、本染色体がそれぞれの菌の病原性を支配しており、本Alternaria病原菌群における病原性の進化に遺伝子水平移動が関与する可能性を示した。そこで本研究においては、この仮説を立証するため,染色体特異的ライブラリーの構築,さらに近年確立したAlternaria属菌のプロトプラスト融合法による核融合株の作出などを通して,小型染色体の病理学的意義を解明した。さらに,特定の染色体にマーカー遺伝子を組み込んだ形質転換菌系(CD染色体タグ菌株)等を利用した遺伝子(染色体)の移行実験を試みた。菌の病原性が染色体レベルにおけるダイナミックなゲノム構造の変動に由来する可能性は,寄生性の進化を考える上で極めて興味深いと思われる。
その結果,病原性菌(HST生産菌)が共通して非病原菌には存在しない付加的小型染色体を有していることを見出した。さらに本染色体が,菌の生存などには関与しないが,病原性など特定の形質を支配するCD染色体であることを証明した。また,交配による遺伝解析が不可能であるAlternaria属菌において,プロトプラスト融合法による遺伝分析法を確立した。本法により,上述のHST生産菌における毒素生産能および病原性が優性あるいは上位の形質であることを初めて明らかにした。さらに異なる病原型同士の融合株を作出し,PFGE解析により融合株が各親株由来のCD染色体を保持すると同時に親株の両宿主に対する病原性も示すことを明らかにした。また,茎枯病菌由来のCD染色体欠失変異株が病原性および毒素生産能を欠損していることを見出した。これらの結果より,本病原菌におけるCD染色体の病理学的意義が明確となった。
以上の研究成果より,本課題である「植物病原菌における病原性の進化と多様性形成の分子基盤-遺伝子水平伝達の実験的検証」の解明に向けて大きな進展が得られたと考える。
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