絶対寄生および半活物寄生に対するCa2+流動の制御機構と生理的意義の解明

オオムギうどんこ病菌のレースに依存せずに抵抗性を発揮するmlo変異体が抵抗性遺伝資源として長らく利用されてきたが、生育阻害などのデメリットがあるため、不明である抵抗性付与メカニズムを詳細に解明することが求められている。本研究においてMLOタンパク質がカルシウムイオンの流入に強く関与することが明らかになっており、また、シロイヌナズナ花粉管研究によりMLOオルソログがカルシウムイオンチャネルである可能性が示唆された（Gao et al., 2022）。当初は、CNGCカルシウムチャネルとMLOが相互作用することで制御すると想定されていたが（Meng et al., 2020）、MLO相互作用タンパク質の網羅的解析からはそれを支持するデータは得られていない。したがって、オオムギにおいてもMLO自身がカルシウムイオンチャネルとして機能すると仮説を立て、詳細な解析を行うために必須となるカルシウムイオンセンサーを発現するmlo変異体をCRISPR/Cas9システムを利用して作製した（Koide et al., 2023）。これまでは一過的発現系を利用した実験において、カルシウムセンサーが導入されたmlo表皮細胞でのカルシウムイオンの流入を解析していたが、安定形質転換体であるため多細胞を同時にリアルタイム解析できるようになり、流入パターンを統計学的に解析できるようになった。さらに、形質転換が容易な品種であるGolden Promiseで作製しているため、MLOの機能相補解析を行うことが可能となった。また、プロテーム解析より、カルシウムイオン流入の制御に関与すると考えられる新たなMLO相互作用タンパク質を見出した。

オオムギうどんこ病菌のレースに依存せずに抵抗性を発揮するmlo変異体が抵抗性遺伝資源として長らく利用されてきたが、生育阻害などのデメリットがあるため、不明である抵抗性付与メカニズムを詳細に解明することが求められている。本研究においてMLOタンパク質がカルシウムイオンの流入に強く関与することが明らかになっており、また、シロイヌナズナ花粉管研究によりMLOオルソログがカルシウムイオンチャネルである可能性が示唆された（Gao et al., 2022）。当初は、CNGCカルシウムチャネルとMLOが相互作用することで制御すると想定されていたが（Meng et al., 2020）、MLO相互作用タンパク質の網羅的解析からはそれを支持するデータは得られていない。したがって、オオムギにおいてもMLO自身がカルシウムイオンチャネルとして機能すると仮説を立て、詳細な解析を行うために必須となるカルシウムイオンセンサーを発現するmlo変異体をCRISPR/Cas9システムを利用して作製した（Koide et al., 2023）。これまでは一過的発現系を利用した実験において、カルシウムセンサーが導入されたmlo表皮細胞でのカルシウムイオンの流入を解析していたが、安定形質転換体であるため多細胞を同時にリアルタイム解析できるようになり、流入パターンを統計学的に解析できるようになった。さらに、形質転換が容易な品種であるGolden Promiseで作製しているため、MLOの機能相補解析を行うことが可能となった。また、プロテーム解析より、カルシウムイオン流入の制御に関与すると考えられる新たなMLO相互作用タンパク質を見出した。