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植物は病原菌を認識し、植物独自の免疫システムを誘導することにより病原菌の感染から身を守っている。このシステムは、過敏感反応細胞死、活性酸素の発生や抗菌性物質の生成などの免疫反応によって構成されており、植物免疫システムが誘導される場合、これらの免疫反応が組織的かつ調和的に誘導される。これら抵抗性発現のシグナル伝達にはMAPK(マップキナーゼ)が重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。従来の耐病性育種では、抗菌性タンパク質など、特定の遺伝子の機能発現に依存した技術が利用されてきた。しかし、この方法では病原体側の進化により導入した抵抗性が短期間で効力を失ってしまう。したがって、効率的に病原体の増殖を抑えるためには、植物自身が進化させてきた複合的な防御反応の誘導を利用する必要がある。本研究課題では、抵抗性誘導のスイッチを調節している免疫シグナル分子であるMAPKの下流のWRKY型転写因子に注目し、潜在的に植物が有する植物免疫機構を利用して耐病性植物を創出する。
本研究で用いたNbWRKY4遺伝子をノックダウンすると、疫病菌に対する抵抗性が抑制されることから、恒常的活性型のNbWRKY4は、標的遺伝子を誘導することにより抵抗性を正に制御することが期待される。本年度は、植物免疫に関与するMAPKであるStMPK1およびWIPKによりNbWRKY4がリン酸化さると、WRKYの結合DNAモチーフであるW-box配列への結合活性が高まることをゲルシフトアッセイにより示した。さらに、NbWRKY4のアミノ酸を置換することにより、N末端側の5つのセリン残基がStMPK1およびWIPKでリン酸化されることを明らかにした。
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