植物の抵抗性系統のスタッキングによるカビ毒産生菌に対する防除戦略の確立

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26450053
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 西内 巧 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 赤かび病 / スタッキング / 病害抵抗性 / 植物病原糸状菌 / かび毒 / トリコテセン / ユビキチン

研究実績の概要

植物における赤かび病抵抗性及びかび毒低減化に関わる遺伝子の発現を改変させた形質転換シロイヌナズナを効果的に組合せて、赤かび病菌に対する病徴とかび毒蓄積を共に低減化できる植物の作出を目指した。
赤かび病に対する侵入抵抗性に関わる遺伝子として単離した分泌性の抗菌タンパク質チオニンをコードするシロイヌナズナのThi2.4遺伝子の過剰発現株、また赤かび病に対する植物の誘導抵抗性に関わるNAD合成に関わるシロイヌナズナのNMNAT遺伝子の過剰発現株、リボソーム小サブユニットを構成するRPS27aドメインとユビキチンドメインの両方を有し、侵入抵抗性及び進展抵抗性を負に制御するシロイヌナズナのUBQ6及びUBQ6*タンパク質をコードする2つの遺伝子のノックアウト株、これらについて比較解析したところ、ubq6/6*の二重変異体が赤かび病菌に対する侵入抵抗性及び進展抵抗性ともに最も強い抵抗性を示した。
赤かび病が産生するトリコテセン系かび毒を低減化する植物の候補遺伝子として、オオムギから同定したかび毒とグルタチオンのコンジュゲート産生に関わると期待されるHvGST13遺伝子、また還元型グルタチオンの産生に関わるHvGR2遺伝子について、共にシロイヌナズナを用いて過剰発現株を作製した。HvGST13過剰発現株及びHvGR2過剰発現株は、共に複数系統で野生型に比べて、かび毒(デオキシニバレノール)耐性を示すことを明らかにした。また、赤かび病菌接種すると、これらの過剰発現株では野生型に比べてかび毒が減少していた。
以上の結果から、ubq6/6*の二重変異体とHvGST13過剰発現株、あるいはHvGR2過剰発現株の交配を試みており、これらの解析を進めることで赤かび病による病徴とかび毒蓄積を共に顕著に低減化し得る植物の作出が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] The morphogenesis-related NDR kinase pathway of Colletotrichum orbiculare is required for translating plant surface signals into infection-related morphogenesis and pathogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kodama S, Ishizuka J, Miyashita I, Ishii T, Nishiuchi T, Miyoshi H, Kubo Y.
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 13 ページ: e1006189
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysfunction of Arabidopsis MACPF domain protein activates programmed cell death via tryptophan metabolism in MAMP-triggered immunity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga S, Sogame M, Hata M, Singkaravanit-Ogawa S, Plewska-Bednarek M, Onozawa-Komori M, Nishiuchi T, Hiruma K, Saitoh H, Terauchi R, Kitakura S, Inoue Y, Bednarek P, Schulze-Lefert P, Takano Y.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 89 ページ: 381-393
  • DOI: 10.1111/tpj.13391
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of the acivicin effects on trichothecene production by Fusarium graminearum species complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Maeda K, Nakajima Y, Tanahashi Y, Kosaki T, Kitou Y, Kanamaru K, Kobayashi T, Nishiuchi T, Kimura M.
  • 雑誌名: J Gen Appl Microbiol. 巻: 62 ページ: 272-276.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxylations of trichothecene rings in the biosynthesis of Fusarium trichothecenes: evolution of alternative pathways in the nivalenol chemotype. (2016)
  • 著者名/発表者名: Maeda K, Tanaka A, Sugiura R, Koshino H, Tokai T, Sato M, Nakajima Y, Tanahashi Y, Kanamaru K, Kobayashi T, Nishiuchi T, Fujimura M, Takahashi-Ando N, Kimura M.
  • 雑誌名: Environ Microbiol. 巻: 18 ページ: 3798-3811.
  • DOI: 10.1111/1462-2920.13338.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colletotrichum orbiculare WHI2, a Yeast Stress-Response Regulator Homolog, Controls the Biotrophic Stage of Hemibiotrophic Infection Through TOR Signaling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Harata K, Nishiuchi T, Kubo Y.
  • 雑誌名: Mol Plant Microbe Interact. 巻: 29 ページ: 468-483
  • DOI: 10.1094/MPMI-02-16-0030-R
  • 査読あり
• [学会発表] 植物由来の代謝物を用いた赤かび病防除及びかび毒低減化技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西内巧、澤田有司、平井優美、 中島祐、佐藤和広、木村真
  • 学会等名: 日本農薬学会第４２回大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2017-03-06 – 2017-03-08
• [学会発表] 炭疽病菌およびいもち病菌においてRabGAP Bub2は細胞周期および隔壁形成を制御し植物感染に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 深田史美、西内巧、久保康之
  • 学会等名: 平成28年度植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
• [学会発表] かび毒産生抑制技術の開発を目指したトリコテセン生合成制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中嶋佑一、塩原拓也、前田一行、棚橋義和、金丸京子、小林哲夫、西内巧、木村真
  • 学会等名: 日本マイコトキシン学会第 79 回学術講演会
  • 発表場所: 文部科学省研究交流センター
  • 年月日: 2016-07-29 – 2016-07-29