低分子化合物が植物に誘導する全身獲得抵抗性の誘導機構に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15028217
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 仲下 英雄 独立行政法人理化学研究所, 植物機能研究室, 先任研究員 (70280724)
• 研究分担者: 有江 力 東京農工大学, 農学部, 助教授 (00211706)
• キーワード: 抵抗性 / 全身獲得抵抗性 / サリチル酸 / ブラシノステロイド / タバコ / イネ / アラビドプシス

研究概要

ピラゾールカルボン酸誘導体、CMPAがSAR様の抵抗性を誘導することによりイネにイネいもち病抵抗性を付与することを明らかにした。タバコを用いた解析から、CMPAがSAR誘導活性を有することを明らかにし、その作用機構はCMPAがサリチル酸の下流に作用してSAR誘導経路を活性化するためであることを明らかにした。さらにアラビドプシスを用いて詳細な解析を行い、CMPAが誘導する抵抗性は、サリチル酸の蓄積は伴わないが、NPR1を必要とすることが明らかとなった。
チアジニル(TDL)はイネにいもち病抵抗性を付与する化合物であるが、タバコを用いてTDLの作用機作について解析した。TDLを処理したタバコはウイルス及びバクテリアに対しても抵抗性を示し、また、PR遺伝子の発現も認められたことから、TDLはSAR誘導活性を有する化合物であることが示された。
各種SAR誘導化合物によりアラビドプシスに誘導される遺伝子をマイクロアレイにより解析した。その結果では、サリチル酸よりも上流で発現が誘導または抑制されるものとして、48遺伝子が見出された。これらの遺伝子の発現制御について、RT-PCR及びノーザン解析による確認を行っている。また、アラビドプシスを用いてSAR誘導機構を解析した結果、環境ストレスに働くABAがSAR誘導を抑制することが明らかになった。各種SAR誘導化合物を用いた解析から、このABAの抑制効果はサリチル酸の上流と下流の両方に作用していることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Nishioka, M., Nakashita, H., Suzuki, H., Akiyama, S.et al.: "Induction of Resistance against Rice Blast Disease by A Novel Class of Plant Activator, Pyrazolecarboxylic Acid Derivatives."J.Pesticide Sci.. 28. 416-421 (2003)
• [文献書誌] Yasuda, M., Nishioka, M., Nakashita, H., et al.: "Pyrazolecarboxylic acid derivative induces systemic acquired resistance in tobacco."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67. 2614-2620 (2003)
• [文献書誌] Asami, T., Nakano, T., Nakashita, H., et al.: "The influence of chemical genetics on plant science : sheding light on functions and mechanism of action of brassinosteroid using biosynthesis inhibitors."J.Plant Growth Reg.. 22. 336-349 (2003)
• [文献書誌] Yasuda, M., Nakashita, H., Yoshida, S.: "Tiadinil, a novel plat activator, induces systemic acquired resistance in tobacco."J.Pesticide Sci.. 29. 46-49 (2004)
• [文献書誌] 仲下英雄: "ブラシノステロイドは病害抵抗性にも働く-植物の免疫システムを利用した環境低負荷型農業の確立に向けて-"化学と生物. 41. 350-352 (2003)
• [文献書誌] 仲下英雄: "新版 分子レベルからみた植物の耐病性 植物ホルモンによる耐病性の制御"秀潤社. 216 (2004)