イネ科植物における耐病性因子の発現機構の解明

阐明草类抗病因子的表达机制

基本信息

批准号：
01J03902
负责人：
野村泰治
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

環状ヒドロキサム酸(Hx)類はコムギやライムギ等の多くのイネ科植物が蓄積する抗菌性化合物である。6倍性植物であるパンコムギ(2n=6x=42,AABBDD)におけるHx生合成制御機構を解明する上で、祖先2倍種(2n=2x=14,AA,SS,DD)におけるHx生合成様式を明らかにすることは重要であると考えられる。そこで、祖先2倍種におけるHx類の蓄積様式および生合成遺伝子の構成を詳細に解析した。Hx類を高濃度に蓄積する播種後1-5日目の芽生えにおけるHx蓄積量をHPLCにより定量した。その結果、Aゲノム種(Triticum monococcum, T.urartu)はDIBOA-glucosideのみを蓄積するのに対して、Dゲノム種(Aegilops squarrosa)はDIMBOA-glucosideを主に蓄積していた。Sゲノム種(Ae.speltoides)ではアクセッション間で主要Hxに多様性が見られた。これらの中で、Sゲノム種のHx蓄積量が最も多かったことから、6倍性パンコムギにおけるHx生合成にはBゲノムの寄与が最も大きいことが示唆された。一方で、野生Aゲノム2倍種であるT.boeoticumはHx類を蓄積しないことが明らかになった。そこで、Hx類が見られなかったT.boeoticumの5アクセッションについてサザン分析を行ったところ、2種は生合成遺伝子座(TaBx1-TaBx5)のうちTaBx3,TaBx4遺伝子座を欠失し、3種は生合成遺伝子座を全て保持していることが示された。RT-PCRにより遺伝子発現の有無を調べたところ、前者の2種ではTaBx1,TaBx2およびTaBx5のいずれも発現していることが分かった。また、後者の3種においても5種の遺伝子全てが発現していた。このことから、これら3つの種では生合成遺伝子は発現しているものの、コード領域の変異によりHx生合成能を欠損していることが示唆された。

环状羟基酸（HX）是在许多草植物中积累的抗菌化合物，例如小麦和黑麦。在阐明六倍植物中的HX生物合成调节机制时，面包小麦（2n = 6x = 42，AABBDD），阐明祖先双重生物合成模式很重要（2n = 2 = 2x = 14，AA，AA，SS，DD）很重要。因此，我们详细分析了双重祖先物种中HX物种的积累模式和生物合成基因的组成。播种后1-5天，通过HPLC定量堆积了高浓度的HX的HX积累量。结果，基因组物种（Triticum Monococcum，T。Urartu）仅积累DIBOA-葡萄糖苷，而D基因组物种（Aegilops squarrosa）主要积累了Dimboa-葡萄糖苷。在S基因组物种（AE.Speltoides）的加入之间发现了多样性。其中，S基因组物种中的HX积累最大，这表明B基因组对6倍PAN小麦的HX生物合成贡献了最大的贡献。另一方面，已经揭示了野生型野生基因组的双重生物不会累积HX物种。因此，在未发现HX物种的五个辅助物质上进行了南部分析，结果表明，两种物种删除了生物合成基因座的TABX3和TABX4基因座（TABX1-TABX5），而三个物种保留了所有生物合成基因座。当通过RT-PCR检查基因表达时，发现TABX1，TABX2和TABX5均在前两个物种中表达。此外，所有五个基因也在后三个物种中也表达。这表明，尽管这三个物种表达了生物合成基因，但由于编码区域的突变，它们缺乏HX生物合成能力。