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本研究は、植物の全身獲得抵抗性について新しい概念を提案し、さらに、その知見を利用した新たな抵抗性作物の育種戦略を例証することを目的として行ってきた。全身獲得抵抗性とは、植物が病原体の一次感染により、植物の抵抗性が強化され、一次感染で感染した病原体に限らず広範囲の病原体の二次感染に対して抵抗性が付与される現象と従来みなされていた。申請者はこれまでの研究でカルモジュリン様タンパク質rgs-CaMが全身獲得抵抗性に関わり、rgs-CaMの働きで、一次感染した病原体の感染増殖が促進されているという新たな全身獲得抵抗性の概念となる可能性を見出した。本研究でこの仮説通り、少なくともキュウリモザイクウイルス(CMV)が一次感染した場合、カルモジュリン様タンパク質rgs-CaMの働きでCMVの感染増殖が促進されることを実証した。このCMV感染増殖に関わる因子として、rgs-CaMおよびそのパラログと考えられる他のカルモジュリン様タンパク質を中心に解析を進めることで、これらカルモジュリン様タンパク質と結合するCMVの2bタンパク質がオートファジーの中心的な因子Atg8と直接結合することやカルモジュリン様タンパク質と結合する内生の因子を同定した。全身獲得抵抗性のCMV一次感染における感染増殖の促進には、これらカルモジュリン様タンパク質やそれらと結合性の内生因子とCMV 2bの相互作用および2bを介したオートファジーによる分解が関わっているのではないかと考えられる。また、実際に、主要な農作物の一つであるトマトのrgs-CaMをゲノム編集でノックアウトするとCMV抵抗性になることを示すことで、新たな全身獲得抵抗性の概念に基づいた病害抵抗性育種の有用性を立証した。
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