2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis of host recognition and cellular development in the infection strategy of plant pathogenic fungi
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15H05780
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
久保 康之 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (80183797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 義孝 京都大学, 農学研究科, 教授 (80293918)
西内 巧 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 炭疽病菌 / 感染制御 / 形態形成 / 病原性 / シグナル伝達 / 転写制御 / エフェクター / 膜交通因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
宿主表層シグナル分子の受容に関わる細胞内シグナル伝達経路としてMOR経路に関わる新規の転写因子を順遺伝学的および逆遺伝学的手法で見出し、その機能解析を行った。マイクロアレイ解析により、Zn(II)2Cys6型転写因子遺伝子CoMTF4がMOR経路下流で機能することを見出した。CoMtf4は宿主葉上での付着器形成特異的に胞子核に局在し、CoMtf4の植物シグナル応答性を確認した。また、その局在はin vitro条件においてもクチンモノマーを添加することにより再現された。さらに、変異株のスクリーニングによって、新規の転写制御因子PSC1を同定することに成功した。psc1ΔはComtf4Δと類似した形質を示した。また、宿主表層の物理的シグナル受容系因子として植物シグナル受容に関わるMOR経路のCopag1Δを親株として、変異株スクリーニングを行い、候補株の選抜に成功した。
２）宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構
ウリ類炭疽病菌の低分子量Gタンパク質RHO3, CDC42がエフェクター分泌に関わること、エフェクターが集積するインターフェイスが形成されることを明らかにした。また、エフェクターNLP1は恒常発現により、宿主感染が阻害されることから、精緻な転写制御機構の関与を示した。さらに、侵入後の活物寄生性と死物寄生性の制御機構の解明を目的として、アブラナ科炭疽病菌とシロイヌナズナを用いて、ストレス応答制御因子WHI2の準活物寄生性への関与を解析した。マイクロアレイ解析により、whi2変異株接種時において、植物小型分泌ペプチドホルモン遺伝子ファミリー遺伝子の上方制御を確認した。一方、アブラナ科炭疽病菌の活物寄生段階に関与する特異的エフェクター遺伝子がwhi2変異株で下方制御されていることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時に設定した課題に対して、具体的成果が得られており、最終年度における課題の完遂がみこまれる。要点は以下の通り。
課題１．宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
植物特異的シグナル受容に関するMOR上流／下流因子の同定に関して、順遺伝学的、逆遺伝学的手法により、因子の同定と機能解析が予定通り進んでいる。また、順遺伝学手法により、植物非特異的な物理的シグナル受容系因子の同定が進行している。
課題２．宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構エフェクター分泌機構に関与する因子の同定と機能解析が予定通り進んでいる。さらに、インターフェイスからの宿主細胞への移行を示唆するデータも得られている。また、NLPエフェクターの過剰発現解析より、エフェクター遺伝子の転写制御機構の生物学的意義を示すことに成功しており、さらに、ウリ科作物における当該エフェクターの認識部位を明らかにしている。侵入後の活物寄生性と死物寄生性のダイナミックシフトの制御機構に関して、アブラナ科炭疽病菌とシロイヌナズナを用いたDNAマイクロアレイ実験により、準活物寄生の成立に関わる病原菌側、植物側の主要実行因子候補の同定に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１．宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
植物特異的シグナル受容に関するMOR上流／下流因子の同定に関して、生化学的手法によるアプローチを加えて、受容体の同定を確実にしていく。植物非特異的な物理的シグナル受容系に支配される極性形成と植物シグナル特異的シグナル受容系による極性形成機構の相互関係の相互関係について、明らかにしていく。
課題２．宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構
エフェクター分泌機構に関与するインターフェイス形成に関する成果が得られている。このインターフェイス機能に焦点をあて研究を進めていく。NLPエフェクターの過剰発現解析より、エフェクター遺伝子の転写制御機構の生物学的意義を示すことに成功しており、今後、エフェクター遺伝子の転写制御の分子基盤を解明していく。侵入後の活物寄生性と死物寄生性のダイナミックシフトの制御機構に関して、アブラナ科炭疽病菌とシロイヌナズナを用いたDNAマイクロアレイ実験により、準活物寄生の成立に関わる病原菌側、植物側の主要実行因子候補の同定に成功しており、それら因子の機能解析を進める。
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