Elucidation of flower color determinant gene-mediated disease resistance in plants

これまでF3′ 5′ Hの機能を欠損させると花色が青からピンクに代わると共に、複数の病原糸状菌に対して弱くなることがわかっている。RNA-seqの結果により、F3′ 5′ H欠損株は細胞壁合成・修飾関連遺伝子の発現が低くなり、実際、細胞壁の物理的特性はF3′ 5′ H欠損株の葉は野生型に比べて柔らかかった。また、野生型に比べてF3′ 5′ H欠損株は菌の侵入を防ぐカロースの沈着率が低く、菌の侵入を妨げる防御機構は阻害されていることが示唆された。これらの結果から、F3′ 5′ Hは花弁での色素合成におけるこれまでの機能とは別に、葉の耐病性に関わる新規機能が存在することを示唆された。さらに、F3′ 5′ HとGFPとの融合タンパク質をリンドウのプロトプラストおよびベンサミアナタバコの葉において、一過的に発現させた所、F3′ 5′ Hの細胞質及び葉緑体への局在が観察された。現在、リンドウ及びF3′ 5′ H遺伝子を持たないシロイナズナでのF3’5’H過剰発現体を作成中であり、その耐病性への寄与および相互作用因子の同定を試みる予定である。平行して、F3′ 5′ Hを機能欠損した代謝産物の変化と耐病性の関係性を調べるために、メタボローム解析を行っている。加えて、本研究ではF3′ 5′ Hに伴う葉の微生物叢の変化についても、形質の１つとして着目し、解析を進めている。今の所、F3′ 5′ H機能特異的な微生物叢の変動は認められたいないが、本研究を通して、独自に単離したCurtobacterium属菌をはじめとするいくつかの細菌から、リンドウの糸状菌病害制御活性を持つものを同定しており、現在、微生物由来抗真菌活性および植物免疫誘導活性を持つ揮発性有機化合物 (VOCs)の同定をGC-MSで行い、活性物質の選抜に取り組むなど、リンドウの病害制御に向けた新たな展開の可能性も示されている。

これまでF3′ 5′ Hの機能を欠損させると花色が青からピンクに代わると共に、複数の病原糸状菌に対して弱くなることがわかっている。RNA-seqの結果により、F3′ 5′ H欠損株は細胞壁合成・修飾関連遺伝子の発現が低くなり、実際、細胞壁の物理的特性はF3′ 5′ H欠損株の葉は野生型に比べて柔らかかった。また、野生型に比べてF3′ 5′ H欠損株は菌の侵入を防ぐカロースの沈着率が低く、菌の侵入を妨げる防御機構は阻害されていることが示唆された。これらの結果から、F3′ 5′ Hは花弁での色素合成におけるこれまでの機能とは別に、葉の耐病性に関わる新規機能が存在することを示唆された。さらに、F3′ 5′ HとGFPとの融合タンパク質をリンドウのプロトプラストおよびベンサミアナタバコの葉において、一過的に発現させた所、F3′ 5′ Hの細胞質及び葉緑体への局在が観察された。現在、リンドウ及びF3′ 5′ H遺伝子を持たないシロイナズナでのF3’5’H過剰発現体を作成中であり、その耐病性への寄与および相互作用因子の同定を試みる予定である。平行して、F3′ 5′ Hを機能欠損した代謝産物の変化と耐病性の関係性を調べるために、メタボローム解析を行っている。加えて、本研究ではF3′ 5′ Hに伴う葉の微生物叢の変化についても、形質の１つとして着目し、解析を進めている。今の所、F3′ 5′ H機能特異的な微生物叢の変動は認められたいないが、本研究を通して、独自に単離したCurtobacterium属菌をはじめとするいくつかの細菌から、リンドウの糸状菌病害制御活性を持つものを同定しており、現在、微生物由来抗真菌活性および植物免疫誘導活性を持つ揮発性有機化合物 (VOCs)の同定をGC-MSで行い、活性物質の選抜に取り組むなど、リンドウの病害制御に向けた新たな展開の可能性も示されている。