ピサチン生合成制御メカニズムの解明

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エンドウが蓄積するファイトアレキシン、ピサチンは塩化第二銅処理により誘導されることが知られている。本年度は塩化第二銅処理を行ったエンドウ幼植物体について、器官ごとのトランスクリプトーム解析を実施した。その結果、ピサチン生合成に関与する酵素遺伝子群は滅菌水処理ではいずれの器官でもほとんど発現していない一方、塩化第二銅処理では劇的に発現が誘導されていることが明らかになった。さらに共発現解析を行った結果、解析に用いた遺伝子は170のクラスターに分類され、さらに、ピサチン生合成に関与する酵素遺伝子の大部分がわずか数個のクラスターに属していることがわかった。また、これら生合成酵素遺伝子を含むクラスターの中にはアノテーションから転写因子と予想される遺伝子が複数存在していた。また、トランスクリプトーム解析と平行して、日本国内で容易に入手可能なエンドウ品種およびアグロバクテリウムを用いた組換え毛状根作出系を確立した。本研究で構築した系はこれまでに報告されている作出法と比較して形質転換効率は低かったものの、作業工程が少なく簡便に実行が可能であった。さらに興味深いことに、本研究に用いたアグロバクテリウム、Rhizobium radiobacter MAFF210266株は一般に毛状根を誘導するRiプラスミドを保有しているにもかかわらず、構築した系においては毛状根のみならず、クラウンゴールの形成能も保有していることが明らかになった。Riプラスミドを持つアグロバクテリウムのクラウンゴール形成例は、知る限りケシでの一例のみしか報告されていない。アグロバクテリウムの感染から毛状根またはクラウンゴール形成へ至るメカニズムについては、現在においても完全には明らかにされていない。したがって、本研究で構築した系はこのメカニズム解明にも利用できる可能性が示唆された。