Studies on molecular mechanism of effector-mediated establishment of host specificity in plant pathogens and their application

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本研究では、宿主特異性成立に関与する植物病原菌エフェクター（EPC1、EPC2、EPC3）の解析を起点に、エフェクターを介した植物病原菌の宿主特異性成立の分子基盤を解明することを目的とする。これまでにEPC1、EPC2、EPC3はいずれもベンサミアナタバコのPAMP誘導免疫を抑制する活性があることが明らかにしていたが、本年度はエフェクターEPC3について、メロンおよびシロイヌナズナにおいても、flg22が誘導する活性酸素生成を抑制することを明らかにした。また、EPC3のN末端側フラグメント（以降、EPC3-NDと呼ぶ）はEPC3全長と同様に免疫抑制機能が保持されていることを明らかにした。そこでEPC3-NDに対してNMRを利用した動的構造解析に取り組み、その解析条件の最適化に成功し、現在、NMRスペクトルの解析を進めている。一方、EPC1、EPC2、EPC3の標的候補探索に関しては、標的因子候補のリスト化を完了し、EPC1標的に関しては候補である免疫関連キナーゼに対する解析を実施している。また、EPC1、EPC2、EPC3、EPC4遺伝子の単一破壊株はキュウリに対する病原性は低下するが、その病原性は依然として一定度保持されている。そのため、4 遺伝子の多重破壊株を作出した。ウリ類炭疽病菌の多重破壊株の作出においては、確立したCRISPR-Cas9システムとCre-Loxシステムを組み合わせた高効率多重遺伝子破壊株作出系を用いた。作出した4重遺伝子破壊株はキュウリ、メロンに対する病原性をほとんど完全に失っていた。興味深いことに、4重遺伝子破壊株のベンサミアナタバコへの病原性は野生株と同等であった。これらの結果より、この4種のEPC遺伝子は、ウリ類炭疽病菌のキュウリ、メロンなどのウリ科作物に対する宿主特異性において決定的な役割を果たしていることが明らかとなった。