高等植物におけるジャスモン酸のシグナル伝達機構の解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15380080
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山根 久和 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (80090520)
• キーワード: ジャスモン酸 / エリシター / イネ / ファイトアレキシン / ジテルペン環化酵素 / 12-オキソフィトジエン酸還元酵素 / WRKY型転写因子 / 病害抵抗性

研究概要

本研究は、高等植物において病原菌感染シグナルの伝達物質としてエリシターの下流で機能するジャスモン酸(JA)のシグナル伝達機構を解明することを究極的な目的とする。
(1)我々がイネからが単離したOsOPR1(JA生合成酵素の一つである12-オキソフィトジエン酸還元酵素をコードしている)の同族体がイネゲノムに10種以上存在することを示し、そのうちのOsOPR8のみがペルオキシソームに局在し、JA生合成に関与している可能性を示した。
(2)我々が機能解析を行った、オリザレキシンSの生合成に関与するstemar-13-ene合成酵素遺伝子OsDTC2のプロモーター解析を行い、翻訳開始点上流1458-1634bpの領域に6個のTTGAC(T/C)モチーフ(W-box)が存在し、これらがエリシター応答性のシスエレメントとして機能していることを明らかにした。これにより、これらのエレメントに結合すると考えられるWRKYファミリーの転写因子がOsDTC2の転写制御に関与していることが強く示唆された。
(3)イネ培養細胞から早期エリシター応答性のWRKY型転写因子遺伝子OsWRKY53、OsWRKY71を単離し、過剰発現形質転換体を用いたマイクロアレイ解析等により、それらが病害抵抗性発現に重要な機能を果たしている可能性を示した。また、我々が機能解析を進めていたJA/エリシター応答性bHLH転写因子遺伝子RERJ1についても、当該遺伝子が病害抵抗性だけでなく、傷害、乾燥を始めとする様々なストレスに対する防御応答に関与している可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of the basic helix-loop-helix transcription factor RERJ1 in wounding and drought stress responses in rice plants (2005)
  • 著者名/発表者名: Kiribuchi et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, ans Biochemistry 69(印刷中)
• [雑誌論文] Stemar-13-ene synthase, a diterpene cyclase involved in the biosynthesis of the phytoalexin oryzalexin S in rice (2004)
  • 著者名/発表者名: Nemoto et al.
  • 雑誌名: FEBS Letters 571 ページ: 182-186
• [雑誌論文] Preparation and biological activity of molecular probes to identify and analyze jasmonic acid-binding proteins (2004)
  • 著者名/発表者名: Jikumaru et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, ans Biochemistry 68・7 ページ: 1461-1466
• [雑誌論文] RERJ1, a jasmonic acid-responsive gene from rice, encodes a basic helix-loop-helix protein (2004)
  • 著者名/発表者名: Kiribuchi et al.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 325 ページ: 857-863