Characterization of the biotrophic infection process of Rhizoctonia solani in plants

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本研究では実験植物であるミナトカモジグサと紋枯病菌を利用し、本菌の感染生理の解明を目指している。激しい壊死を誘発する本菌は、宿主を殺して栄養を摂取する殺生菌に分類されてきた。しかし、我々は植物ホルモンであるサリチル酸が、本菌への抵抗性を誘導することを明らかにした。また、ミナトカモジグサには紋枯病に抵抗性の系統が存在し、それがサリチル酸誘導性免疫に依存することを明らかにした。この結果から、本菌は生きた宿主細胞に感染して栄養を摂取する感染初期に活物寄生段階を経ていると推測した。感染初期の菌糸の観察に向け、蛍光試薬で菌糸と植物組織を染め分ける条件を確立した。共焦点顕微鏡での観察により、既報の通り感染後期には感染座が形成され、その直下からの組織内に菌糸が侵入する様子が観察された。一方、感染初期には、菌糸先端が気孔から部分的に葉内に侵入している様子を捉えた。これが、壊死を伴う感染爆発に向けた感染座を形成するために必要な活物寄生段階だと考えた。本菌は小型で分泌型のエフェクター様タンパク質を多数保有しており、我々もそれらが感染初期に発現誘導されることを明らかにしてきた。中国の研究グループとの国際共同研究により、糖転移活性ドメインを有するRsIA_GTについて機能解析を行った。RsIA_GTは、タンパク質をイネ葉に注入すると壊死を誘導し、感染後期への寄与が示された。また、ベンサミアナタバコに一過的に発現させると、エリシター誘導性の細胞死を抑制する活性が検出され、おそらく感染前期に必要となる免疫抑制能を有することが明らかになった。これは感染行動の観察結果とも一致するものであった。また、今後の植物側解析に向け、ミナトカモジグサのパターン誘導性免疫に関わる遺伝子の時系列発現解析を行った。