高等植物におけるジャスモン酸のシグナル伝達機構の解明

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380080
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山根 久和 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (80090520)
• Keywords: ジャスモン酸 / エリシター / イネ / 12-オキソフィトジエン酸還元酵素 / ジテルペン環化酵素遺伝子 / ファイトアレキシン / 転写因子 / 病害抵抗性

Research Abstract

本研究は、高等植物の病害抵抗性発現機構において、エリシターの下流で二次シグナルとして重要な機能を果たしているジャスモン酸(JA)のシグナル伝達機構を解明することを究極的な目的とするものである。本年度得られた主要成果は以下のとおりである。
(1)イネゲノムに10種以上存在する12-オキソフィトジエン酸還元酵素遺伝子(OsOPR)同族体のうち、ジャスモン酸生合成に関与すると推定されるOsOPR8をシロイヌナズナのジャスモン酸欠損AtOPR3変異体で過剰発現させたところ、雄性不稔形質が回復することが示され、上記推定が正しいことが再確認された。
(2)イネの主要なファイトアレキシンであるモミラクトンの生合成に関与する9βH-pimara-7,15-diene合成酵素遺伝子(OsKS4)のプロモーター解析を行い、翻訳開始点上流1140-1145bpに存在するTGACGTモチーフがエリシター応答性のシスエレメントとして機能していることを明らかにした。これにより、このエレメントに結合すると考えられるbZIP型の転写因子がOsKS4の転写制御に関与していることが強く示唆された。
(3)早期エリシター/ジャスモン酸応答性のWRKY型転写因子OsWRKY53、OsWRKY71の過剰発現株を用いたマイクロアレイや定量的RT-PCR等の詳細な解析により、OsWRKY53がOsWRKY71の上流で機能していること、両転写因子の制御下に多数の病害抵抗性に遺伝子が存在する可能性が示された。また、我々が機能解析を進めていたJA/エリシター応答性bHLH転写因子遺伝子RERJ1についても、過剰発現株を用いたマイクロアレイや定量的RT-PCR等により当該遺伝子が多数の防御応答遺伝子の発現に関与している可能性が示された。