低分子化合物が植物に誘導する全身獲得抵抗性の誘導機構に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13039016
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 仲下 英雄 理化学研究所, 植物機能研究室, 先任研究員 (70280724)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有江 力 東京農工大学, 農学部, 助教授 (00211706)
• Keywords: 抵抗性 / 全身獲得抵抗性 / サリチル酸 / ブラシノステロイド / タバコ / イネ / アラビドプシス

Research Abstract

クロロイソニコチン酸誘導体NCIはイネにイネいもち病抵抗性を誘導することが報告されているが、そのメカニズムは明らかでなかった。タバコとアラビドプシスを用いてその効果を検討した結果、NCIはこれらの植物でも病害抵抗性を誘導し、SARのマーカー遺伝子であるPR遺伝子の発現も誘導した。この抵抗性はNahG形質転換植物でも誘導されたことからNCIはサリチル酸の合成を必要とせずに抵抗性を誘導することが示された。また、アラビドプシスではnpr1欠損株では抵抗性が誘導されなかったことから、NCIの作用点はサリチル酸とNPR1の間にあることが明らかとなった。
バリダマイシンA(validamycin A)あるいはバリドキシルアミンA(validoxylamine A)100ppmの茎葉散布は、Fusarium oxysporum f. sp. lycopersiciが起こす土壌伝染性維管束病であるトマト萎凋病の発病抑制効果を示した。この活性は薬剤処理3週間後でも残存しており、BTH、PBZ等の茎葉散布に比べて高い抑制効果を示した。両化合物はF. oxysporumに対する抗菌活性を持たないことから、この効果は茎葉散布による抵抗性誘導によることが推測された。両化合物を処理したトマトでは、PR遺伝子の発現とサリチル酸の蓄積が見られたことから、この抵抗性の誘導はトマトにSARが誘導された結果であることが示唆された。
植物ステロイドホルモンであるブラシノステロイドがタバコ、イネに病害抵抗性を誘導することを明らかにした。PR遺伝子の発現が見られず、SARとは異なるメカニズムによることが示された。この抵抗性はアラビドプシスでも誘導され、NPR1が必要であることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Nakashita, H., et al.: "Chloroisonicotinamide derivative induces a broad range of disease resistance in rice and tobacco"Plant Cell Physiol.. 43. 823-831 (2002)
• [Publications] Nakashita, H., et al.: "Probenazole induces systemic acquired resistance in tobacco thorough salicylic acid accumulation"Physiol. Mol. Plant Pathol.. 61. 197-203 (2002)
• [Publications] Nakashita, H, et al.: "Brassinosteroid functions in a broad range of disease resistance in tobacco and rice"Plant J. (In press). (2003)
• [Publications] Yasuda, M, et al.: "N-Cyanomethyl-2-chloroisonicotinamide induces systemic acquired resistance in Arabidopsis without salicylic acid accumulation"Biosci. Biotechnol. Biochem. (In press). (2003)
• [Publications] 仲下英雄: "薬剤により誘導される植物の病害抵抗性"日本農薬学会誌. 27. 401-403 (2002)