研究課題
植物病害で発現する病原菌の3つの病原性因子の役割について細胞学・生化学・分子生物学解析を行った。)1)ナシ黒斑病菌の付着器底部やpenetrationpegに活性酸素が生成した。この活性酸素をDPIといったNAI)PHoxidase消去剤を菌胞子に添加すると、病害が抑制されたことが分かった。病害抑制は付着器からの侵入菌糸の形成阻害にあることが原因であった。活性酸素の発現量の定量化に成功しその結果も、侵入菌糸の形成阻害と活性酸素減少が相関していることが明らかとなった。次に、菌の細胞膜局在型NADPH oxidaseのNoxA,とNoxBを破壊した変異体を作出して、消去剤と同様の病害抑制が起るかどうかを調査した。その結果、NoxA破壊株は病原性を維持していたのに反し、NoxB破壊株は病原性が抑制された。Pegに生じる活性酸素が病原性に関わる働きをし、特に、NoxBがその主たる役割を果たすことが証明できた。加えて、破壊株は野生株と比べて菌糸分岐が多くみられた。活性酸素発現を抑制すると細胞壁合成と菌糸分岐に影響を及ぼすことが示唆された。2)コムギいもち病菌は植物表面で形態分化して植物侵攻用の特別な感染器富を形成する。感染器官と宿主の間に細胞外物質が生産される。この物質が糖タンパクからなること、collagenaseやgelatinaseにより特異的に分解されることが分かった。いもち病菌の糖タンパクの特性を生化学・分子生物学・細胞学的に調べた。細胞外物質にα-(1,3)-manlmoseやキチンを有することが明らかとなった。また、ハイドロフォービン遺伝子Mpg1のサイレンシング株を作出して宿主接着を調べたところ、粘着が低下したので、細胞外物質にハイドロフォービンタンパクが含まれていることが分かった。これらタンパクの生産性を低下させると病害抑制が起こった。これら結果から細胞外物質が宿主粘着に関わり、粘着を阻止すると病害を抑制できることが分かった。3)ナシ黒斑病菌が生産するAK毒素1は感受性ナシにのみ細胞膜変性を引き起こす。毒素はアミノ部分、デカトリエン酸部分、エポキシ部分の3つの部分からなる。3つの部位の一部の化学構造を改変した類縁化合物(analogue-AK toxinI:;AKA)を10種合成し、感受性ナシに処理して壊死斑形成能を調べた。その結果、毒素と同様の宿主特異的毒性を発揮する類縁化合物(AKA+)と壊死を生じない類縁化合物(AKA-)の2つに分かれた。AKA+については、AK毒素によって引き起こされる細胞膜透過性の機能崩壊、細胞膜変性、細胞膜での活性酸素生成を誘導することができた。また、類縁化合物(AKA+)を添加した非病原性胞子が組織で増殖し胞子形成したことを確認した。これにより類縁化合物(AKA+)はAK毒素と同様の病理学的役割を持つことがわかった。その一方、類縁化合物(AKA-)にはこのようなことは起こらなかった。
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