アブラナ科植物による共生糸状菌の潜在的病原性の抑制機構の解明と応用展開

十字花科植物抑制共生丝状真菌潜在致病性的机制阐明及其应用开发

• 批准号: 18J00537
• 负责人: 安田 盛貴
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J00537/
• 关键词: 植物-微生物間相互作用; 共生; 植物免疫; エフェクター; トリプトファン代謝

糸状菌Colletotrichum tofildiae（Ct）は、アブラナ科植物シロイヌナズナと共生関係を構築し、リン欠乏環境下で宿主植物のリン栄養獲得を助ける。シロイヌナズナはトリプトファン（Trp）代謝物を介して、Ctの潜在的病原性を抑えることで共生関係を構築するが、その分子基盤は不明であった。Trp代謝の初発反応を担うCYP79B2およびCYP79B3を欠損したシロイヌナズナ変異体（cyp79B2 cyp79B3）では、Ctの感染が拡大し宿主の生育を阻害する。Trp代謝物をcyp79B2 cyp79B3に投与し、Ctの初期感染を解析した結果、複数の代謝物で菌体量の低下が認められた。それらの中で、4MI3Aは直接的な抗菌活性を示さず、シロイヌナズナの防御応答である細胞壁のカロース蓄積に寄与することで、Ctの過度な感染拡大を抑えることを突き止めた。病原微生物はエフェクターと呼ばれるタンパク質を分泌し、宿主植物の防御応答を攪乱することで、感染を拡大する。cyp79B2 cyp79B3感染初期に遺伝子発現が誘導されるCtのエフェクター候補（CSEP）として11遺伝子を同定した。これらを恒常的に発現するシロイヌナズナ形質転換体を用いてCtの初期感染を解析した結果、2つのCSEPで菌体量の増加が認められた。Colletotrichum属で広く保存されているCSEP2に着目し、その作用機序を調べた結果、CSEP2は防御応答時のカロース蓄積を抑制することが示された。4MI3Aを投与したCSEP2発現シロイヌナズナ形質転換体は、野生型植物（WT）と同程度のカロース蓄積を示したことから、CSEP2は4MI3Aに至るTrp代謝経路を阻害し、感染時のカロース蓄積誘導を抑制することが示唆された。

Colletotrichum tofildii (Ct) can help host plants to establish symbiotic relationships under poor environmental conditions. The potential pathogenicity of the metabolites in Trp was investigated. The symbiotic relationship between Trp and Trp was established. The molecular basis of Trp was unknown. The initial reaction of Trp metabolism is impaired by CYP79B2 and CYP79B3. The infection of Trp by CYP79B2 and CYP79B3 is impaired by host fertility. Trp metabolites cyp 79 B2 cyp 79 B3 were analyzed in the early stage of infection, and the number of metabolites was reduced. 4 MI 3A has direct antibacterial activity, and its protective effect is inhibited by cell wall accumulation. Pathogenic microorganisms can secrete pathogens, disrupt host plant defenses, and infect plants. Cyp 79 B2 cyp 79 B3 early stage of infection, vector development, induction, CSEP and 11 vector development The results of analysis of initial infection and increase of cell count in CSEP were identified. Colletotrichum is preserved in CSEP 2, and the mechanism of action is regulated. CSEP2 inhibits the metabolic pathway from 4 MI 3A to Trp, and inhibits the induction of Trp accumulation during infection.

项目成果

シロイヌナズナのトリプトファン代謝物による内生糸状菌の病原性制御機構の解析

拟南芥色氨酸代谢物对内生真菌致病性的调控机制分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 安田盛貴;晝間敬;渡邊むつみ;仙波一彦;峠隆之;中尾佳亮;西條雄介
• 通讯作者: 西條雄介

シロイヌナズナにおける植物成長促進真菌の感染促進エフェクター候補遺伝子の機能解析

拟南芥植物促生长真菌促侵染效应候选基因的功能分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 鶴川和希;安田盛貴;晝間敬;葉紅;仙波一彦;渡邊むつみ;田中啓介;太治輝昭;峠隆之;中尾佳亮;西條雄介
• 通讯作者: 西條雄介

シロイヌナズナにおける植物成長促進真菌の感染促進エフェクター候補遺伝子の機能解析と宿主代謝物質を介した発現抑制

拟南芥植物促生长真菌促感染效应候选基因的功能分析及宿主代谢物介导的表达抑制

• 发表时间: 2019
• 作者: 安田盛貴;晝間敬;鶴川和希;仙波一彦;渡邊むつみ;田中啓介;太治輝昭;峠隆之;中尾佳亮;西條雄介
• 通讯作者: 西條雄介