研究課題
基盤研究(C)
植物は、病原菌感染を特異的な機構で認識し、抗菌性二次代謝産物であるファイトアレキシンの生産を含む様々な防御応答を示して生存を図っている。申請者は、イネの主要ファイトアレキシンの一つであるモミラクトン類の生合成に関与するジテルペン環化酵素遺伝子2種が4番染色体上で近接して存在し、さらにその周辺にP450酵素遺伝子2種(CYP99A2&CYP99A3)、デヒドロゲナーゼ遺伝子が存在すること、そしてこれらの5種の遺伝子がイネ培養細胞においてはキチンオリゴ糖エリシター処理により同調的に発現することを発見した。そこで、本研廃では、これら5つの遺伝子がモミラクトン生合成遺伝子クラスターを形成している可能性について追究するとともに、当該遺伝子クラスターの同調的発現制御機構を解明することを目的として研究を行った。その結果、CYP99A2/CYP99A3二重発現抑制株ではエリシター処理下でモミラクトン類の生産が特異的に抑制され、デヒドロゲナーゼ遺伝子はモミラクトンA合成酵素をコードしていることが示された。こうして、モミラクトン生合成遺伝子クラスターの存在が明らかになった。また、当該クラスターの同調的発現制御に関与するマスター転写因子であるOsTGAP1の同定にも成功した。OsTGAP1過剰発現株においては、エリシター処理により、モミラクトン類だけでなくファイトカサン類の生産も顕著に促進されることが示された。高等植物において単一物質の生合成酵素遺伝子がクラスターを形成している例はいくつか知られているが、いずれも構成的に発現しているものであり、誘導的に発現される遺伝子クラスターはモミラクトン生合成遺伝子クラスターが初めての例と思われる。
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J.Biol.Chem. 284(印刷中)
J.Biol.Chem. 282
ページ: 34013-34018
J.Biol.Chem. (in press)
