Elucidation of the molecular mechanism of disease resistance through abscisic acid receptor in wheat

阐明小麦脱落酸受体抗病分子机制

• 批准号: 22H02297
• 负责人: 岡本 昌憲
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research (2023)Utsunomiya University (2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02297/
• 关键词: アブシシン酸; 受容体; サリチル酸; コムギ; うどんこ病菌

植物ホルモンのアブシシン酸(ABA)は乾燥ストレスに重要な役割を果たす。ABA受容体を過剰発現させたコムギ(TaPYLox)は耐乾性を示す。従来、耐乾性と病害抵抗性は拮抗関係にあるとされていたが、驚くべきことにTaPYLoxはうどんこ病菌に抵抗性を示す形質を獲得していた。この性質はサリチル酸(SA)の過剰蓄積に依存していた。また、外部からABAを投与したり、乾燥ストレスによって内生ABA量を増加させても、内生SAが減少することはなかった。また、うどんこ病菌感染において、SAが蓄積してもABAが減少することはなかったため、コムギではABAとSAの拮抗作用がないことが明らかになった。興味深い事に、ABA受容体のタンパク質量を安定化させることが知られている高濃度のABAを投与すると、導入したABA受容体のタンパク質が蓄積し、その蓄積と相関して内生SA量も蓄積した。また、TaPYLoxでは、SA生合成の鍵転写因子SARD1、WAKY33、CBP60gなどの遺伝子の発現がうどんこ病菌感染前から高く発現しており、SA生合成の律速酵素のICS1とICS2遺伝子も強く発現していた。また、フェニルアラニンを前駆体とするSA生合成酵素遺伝子であるPAL1や4CL3遺伝子の発現も上昇していた。これが要因となってSAの過剰蓄積が起きていると予想された。コムギABA受容体がどのようにSA生合成を制御しているかを明らかにするために、TaPYLoxで導入しているTaPYL4::GFPのGFPタグを用いてプルダウンを行い、定量型高分解能精密質量分析計(Orbitrap Exploris 480)を用いて網羅的にTaPYL4と相互作用する因子の特定を行った。その結果、従来ABA受容体の標的タンパク質であるPP2C以外の新規のタンパク質を同定することができた。

Plant ABA is an important component of plant drying process. ABA receptor development (TaPYLox) is resistant to dryness. The resistance of the pathogen to drought and disease is the most important factor affecting the quality of the pathogen. This property depends on the accumulation of salicylic acid (SA). The amount of endogenous ABA increased and endogenous SA decreased. The antagonistic effect of ABA and SA on the pathogen infection was studied. The concentration of ABA in the medium and the concentration of ABA in the medium are stable, and the accumulation of ABA in the medium and the concentration of ABA in the medium are related. The key factors of SA biosynthesis, SARD1, WAKY33, CBP60 g, and ICS1 and ICS2 genes of SA biosynthesis were detected before infection. The production of PAL1 and PAL3 genes is increasing in the presence of PAL1 and PAL3 genes. This is because of the accumulation of SA. TaPYLox is introduced into TaPYL4:: GFP and used in the synthesis of SA. Specific factors for TaPYL4 interaction are included in the quantitative high resolution energy precision mass analyzer (Orbitrap Exploris 480). As a result, the ABA receptor's target quality is determined by the new target quality other than PP2C.

项目成果

コムギのアブシシン酸受容体によるサリチル酸およびN-ヒドロキシピペコリン酸生合成酵素遺伝子の発現制御機構の解明

阐明小麦脱落酸受体对水杨酸和N-羟基哌啶酸生物合成酶基因的表达控制机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 嶋崎太一;金俊植;妻鹿良亮;安倍史高;二瓶賢一;吉田健太郎;岡本昌憲
• 通讯作者: 岡本昌憲

コムギにおけるアブシシン酸受容体がもたらすうどんこ病菌抵抗性形質の分子生物学的解析

小麦脱落酸受体抗白粉病性状的分子生物学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 嶋崎太一;金俊植;妻鹿良亮;安倍史高;宮本皓司;二瓶賢一;吉田健太郎;岡本昌憲
• 通讯作者: 岡本昌憲

コムギABA受容体によるサリチル酸およびN-ヒドロキシピペコリン酸生合成酵素遺伝子の発現制御

小麦ABA受体对水杨酸和N-羟基哌啶酸生物合成酶基因表达的调控

• 发表时间: 2022
• 作者: 嶋崎太一;金俊植;妻鹿良亮;安倍史高;宮本皓司;二瓶賢一;吉田健太郎;岡本昌憲;嶋﨑太一,二瓶賢一,岡本昌憲
• 通讯作者: 嶋﨑太一,二瓶賢一,岡本昌憲