| 研究課題/領域番号 |
16H04904
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
北本 宏子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (10370652)
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| 研究分担者 |
釘宮 聡一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 本部, 上級研究員 (10455264)
田端 純 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 主任研究員 (20391211)
光原 一朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (80370683)
吉田 重信 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, グループ長 (90354125)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 酵母 / エステラーゼ / 植物 / 病害抵抗性 / Pseudozyma |
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| 研究実績の概要 |
植物クチン構成主成分として、C16, C18ヒドロキシ脂肪酸が知られている。植物常在菌であるPseudozyma antarctica培養ろ液によるクチン分解活性について予備的に検討するために、クチクラ層が厚いトマト果皮から、常法に従いクチクラ層画分を調製した。試料を培養ろ液に浸漬した反応液中に、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて、Dihydroxyhexadecanoic acidが検出されたことから、ろ液中にクチン分解活性が存在していることが示唆された。さらに、クチン分解酵素活性評価のための基質として、トマト葉約440gからも、約14gのクチクラ層と考えられる画分を調製した。この画分の加水分解物からも、Dihydroxyhexadecanoic acidが検出され、クチクラ層を調製できたことを確かめた。一方で、P. antarctica培養ろ液から、硫安沈殿、およびエタノール沈殿を用いて、カラム精製等の複雑な工程を介さずに溶媒への溶解性を利用して酵素PaEを粗精製した。
シロイナズナに対する粗精製酵素処理後3日目に代表的な病害抵抗性遺伝子（サリチル酸を介した経路はBGL2, PR1, ジャスモン酸を介した経路はPDF1.2）を指標にして、遺伝子発現レベルの変化を解析した。その結果、いずれも発現レベルが大きく上昇し、幅広い抵抗性誘導経路が応答している様子が示された。これらの病害応答性遺伝子の発現レベルは、PaE処理後3日後の方が7日目よりも高かった。この結果をもとに、あらためて、シロイナズナに対し粗精製PaE処理後1日目のRNAを抽出し、網羅的な遺伝子発現レベル変化をマイクロアレイで調べた。マイクロアレイの結果からも、植物の病害抵抗性に関わる遺伝子や様々なストレスホルモン合成や応答に関わる遺伝子が多数変化していることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
トマト葉から、クチクラ層画分を得た。また、P. antarcticaの培養ろ液から、比較的容易にPaEを粗精製できるようになり、各々実験に十分な量の材料を準備した。
当初予測していたように、イネ等植物に常在するP. antarcticaの培養ろ液のうち、エステラーゼであるPaEを低濃度で処理した植物体は病害抵抗性を示すことを、トマトやシロイナズナに対する灰色かび病菌感染の実験系で確認した。このことから、粗精製PaEを用いた実験系を確立した。
この実験系を用いて、シロイナズナにPaEを処理した後に、代表的な抵抗性応答遺伝子の発現レベルの変化を調べることで、マイクロアレイで解析するために最適な試料を調製し、マイクロアレイ解析の結果、顕著な変化をとらえることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
葉クチクラ層に粗精製PaEを処理し、分解物を同定する。
シロイナズナの情報伝達経路の変異体を用いて、PaE処理後に病原菌を接種し、病害抵抗性の違いを解析し、PaEにより誘導される応答に重要な情報伝達経路を選定する。
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