| 研究課題/領域番号 |
19K06045
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
石賀 康博 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50730256)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | アブラナ科植物黒斑細菌病 / キャベツ / 病原力因子 / コロナチン |
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| 研究実績の概要 |
アブラナ科植物黒斑細菌病菌（Pseudomonas cannabina pv. alisalensis）はキャベツ、ダイコン、ハクサイだけでなく、緑肥植物として栽培される単子葉植物のエンバクにも感染するため、黒斑細菌病の大発生が栽培地では問題になっている。一般的な植物病原細菌は特定の宿主植物のみを発病させる。P. cannabina pv. alisalensis (Pcal)は広く双子葉および単子葉植物を発病させるが、本菌の病原性機構は不明である。本研究では、Pcalの病原力因子を同定し、病原性機構の解明を目指す。具体的には、（1）Pcalの変異体ライブラリーからの病原力低下株の選抜、（2）病原力関連遺伝子の網羅的同定、（3）病原力因子の機能を明らかにすることにより、Pcalの病原性機構の全体像を明らかにする。
昨年度同定した53の病原力低下株を利用して、病原力因子の機能解析を実施した。その結果、多剤排出ポンプ変異株の解析から、RNA型のトランスポーターが宿主のファイトアレキシンに対する耐性に関与していること明らかにした。また、病原力が著しく低下するトリプトファン代謝変異株感染時には、植物毒素コロナチンやⅢ型分泌機構の関連遺伝子の遺伝子発現が低下しており、増殖に不可欠なアミノ酸代謝と病原力因子生産との生産コストのトレードオフがあることを明らかにした。加えて、スクリーニングでは同定されなかった植物毒素コロナチンの変異株を作出し、コロナチンが気孔防御やサリチル酸の蓄積を抑制することでPcalの病原力に寄与することを明らかにした。
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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
1,040変異株のスクリーニングから得られた53の病原力遺伝子の機能解析を進めた。53の病原力遺伝子の中から、複数の候補遺伝子（アミノ酸代謝、RNA型トランスポーター、転写因子）を選抜し、研究計画に沿った機能解析を実施した。アミノ酸代謝関連としてトリプトファン代謝変異株に着目して解析を進めた結果、この変異株では、感染に必要な遺伝子群の発現が顕著に抑制されていることを明らかにした。さらに、RNA型トランスポーター変異株において、トランスポーターの基質に着目して解析を進めた結果、RNA型トランスポーターが宿主植物のファイトアレキシンの排出に関与する可能性を明らかにした。加えて、転写因子が制御する下流の遺伝子を同定するために、野生株と転写因子変異株間での遺伝子発現プロファイルの比較解析をRNA-seq解析により実施した。今年度の研究成果は、原著論文5報、国際学会発表5報、国内学会発表12報として発表していることから、おおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究により、Pcalの感染には、植物毒素コロナチンやⅢ型分泌機構などの特異的病原力因子に加え、アミノ酸代謝、運動能力をはじめとする基礎的病原力因子が必要であることが明らかとなった。そのため、Pcalの感染機構の本質に迫るためには、基礎的病原力因子の詳細な機能解析が不可欠であると考えた。そこで、今後の研究では、同定した病原力因子を主体に、それらの因子と植物抵抗性の相互作用の解明を行う。具体的に機能解析を実施する病原力因子は、基礎的病原力因子であるアミノ酸代謝関連因子、べん毛を運動関連因子、特異的病原力因子である毒素コロナチン、それらを制御する転写因子である。具体的には、研究計画に沿って、野生株と病原力低下株の感染挙動のライブイメージングにより比較することにより、それぞれの病原力遺伝子変異株が、付着、侵入、攻撃、増殖と続く感染過程において、どの場面で感染力が低下するのかを明らかにする。さらに、病原力遺伝子の植物内遺伝子発現解析により、それぞれの病原力遺伝子の発現のタイミングを明らかにする。さらに、植物毒素コロナチンが抑制する宿主ファイトアレキシンの定量解析を実施する。加えて、べん毛を介した運動能力と病原力の関連性をべん毛変異株を使用して明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
発表を予定していた学会がオンライン開催になり、その出張費用を使用することができなかったため。次年度に旅費として使用する予定である。
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