植物のPAMP誘導免疫における多様性の分子基盤と生物学的意義の解明

阐明 PAMP 诱导的植物免疫多样性的分子基础和生物学意义

• 批准号: 21J12703
• 负责人: 大野 恵梨佳
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12703/
• 关键词: 植物保護; PAMPs; MAMPs; PTI; nlp24; キメラ

高等植物は、病原菌に特有のタンパク質や糖の部分配列(PAMPs)を細胞膜上に存在する受容体によって認識することで免疫応答を活性化し、病原菌による感染から身を守っている。以前の結果からPAMPsにより活性化される植物の免疫応答には、認識されたPAMPsの種類により違いがあることが明らかになった 。本研究では、2種類のPAMPs、nlp24（おもに糸状菌の分泌タンパク質に由来）とflg22（細菌のべん毛タンパク質に由来）に焦点を当て、PAMPsの種類によって植物の免疫応答に違いが生じる分子メカニズムとその生物学的意義の解明を目指している。分子メカニズムの解明に向けnlp24が活性化する免疫応答に特異的に関与する遺伝子群の網羅的な探索を行った。シロイヌナズナを用いた変異体スクリーニングにより、供試した5種類のPAMPsの中でnlp24処理時にのみ野生型と比較して免疫応答関連遺伝子ERF1の発現量が減少する変異体を5系統得た。植物病原糸状菌であるアブラナ科黒すす病菌の接種試験を行った結果、4つの系統で罹病性の増大が観察された。さらに、一つの変異体についてはその原因遺伝子の確定を完了した。また、植物免疫の多様性にPAMPs受容体がどのように影響を与えているのか明らかにするため、受容体を構成する各ドメイン(細胞外ロイシンリッチリピートドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内キナーゼドメイン)を異なるPAMPs受容体の各ドメインと入れ替えたキメラ受容体を有する形質転換植物の作出を行った。キメラ受容体の作成にはnlp24の受容体RLP23とflg22の受容体FLS2を使用し、それぞれの受容体を欠損したシロイヌナズナにアグロバクテリウム法により導入した。今後、キメラ受容体の発現量が安定した系統の選抜を行い、これらの形質転換植物にPAMPsを処理し各種免疫応答の活性化レベルを定量比較する予定である。

Higher plants are characterized by the presence of PAMPs on cell membranes, receptor recognition, activation of immune responses, and infection by pathogens. The results of previous studies showed that PAMPs were activated and the immune response of plants was improved. In this study, two kinds of PAMPs, nlp24 (the origin of secretion from bacteria) and flg22 (the origin of secretion from bacteria) were focused on, and the biological significance of PAMPs was clarified. The molecular structure of the molecule is explained by the activation of nlp24, and the specific relationship between the molecule and the subgroup is explored. The expression of ERF1, an immune response-related gene, was reduced in all five PAMPs tested when treated with nlp24 and compared with wild type. The results of inoculation tests with plant pathogens and the increase in virulence of 4 systems were observed. The reason for this is that we have completed our research. In addition, the diversity of plant immunity, PAMPs, receptors, receptors. The receiver RLP23 of the receiver LP 24 and the receiver FLS2 of the receiver FLG22 are used to reduce the loss of the receiver. In the future, the production of receptors will be stable, the selection of systems will be carried out, the treatment of PAMPs in morphologically transformed plants, and the activation of various immune responses will be quantitatively compared.