高湿度環境におけるアブシジン酸を介した植物-病原細菌間相互作用の解明

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植物の葉に感染する病原細菌は、高湿度環境下で葉内の細胞間隙に水を蓄えることで、増殖を促進し病原性を発揮する（水浸漬現象）。病原細菌が水浸漬を誘導する仕組みが明らかになる一方で、植物がどのように水浸漬を防いでいるのか、その実態は未だ不明な点が多い。本研究では、シロイヌナズナの植物ホルモンABA（アブシシン酸）代謝酵素CYP707Aを介した水浸漬抵抗性の解明を進める。CYP707Aは不可逆的にABAを不活化する酵素であり、シロイヌナズナでは4つの遺伝子から構成される。高湿度に晒されたシロイヌナズナの葉では、CYP707A1およびA3の遺伝子発現が一過的に誘導され、ABA蓄積量を低下させる。遺伝学的解析から、CYP707A1/A3は高湿度環境下で気孔開口を誘導し、病原細菌Pst DC3000による水浸漬を抑制することを明らかにした。高湿度に晒された葉では、MAPKカスケードの活性化と細胞内カルシウムイオンの上昇が起きることを突き止めた。薬剤処理の結果、CYP707A3遺伝子発現誘導におけるカルシウムシグナルの寄与が示された。一方で、CYP707A1遺伝子発現誘導はカルシウムシグナル非依存的であり、CYP707A3とは異なるメカニズムで発現が制御されると考えられる。病原細菌Pst DC3000接種した葉では、高湿度誘導性CYP707A1/A3遺伝子発現が抑制されることが示された。エフェクター非分泌株（ΔhrcC）およびエフェクター欠損株（Δ28E）では抑制が認められず、Pst DC3000のエフェクターを異所的に発現させたシロイヌナズナ形質転換体では、Pst DC3000接種葉と同様の結果が得られたことから、Pst DC3000はエフェクターを介して高湿度におけるCYP707A1/A3遺伝子発現誘導を抑制することが明らかとなった。