植物病原性卵菌の感染時シグナル伝達系における一酸化窒素(NO)の影響に関する研究

一氧化氮（NO）对植物病原卵菌侵染过程中信号转导系统影响的研究

• 批准号: 16780028
• 负责人: 崎浜 靖子
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16780028/
• 关键词: 一酸化窒素(NO); Ahanomyces cochlioides; Phytophthora sojae; 植物病原菌性卵菌; 一酸化窒素合成酵素(NOS); 亜硝酸還元酵素(NiR); 遊走子; 発芽誘導; Aphanomyces cochlioides; 植物病原菌; 卵菌類; シグナル伝達

植物病原性卵菌類であるAphanomyces及びPhytophthoraは、遊泳能力を持つ遊走子細胞を形成することにより宿主植物に到達し感染する。その際、遊走子は被嚢化しさらに被嚢胞子の発芽が起こる。この遊走子形態変化は宿主感染機構において重要な過程であるがその分子機構については不明な点が多い。本研究では、遊走子の形態変化分子機構解明とその制御に関わる基礎的知見を得ることを目的とし、動植物で様々な生理作用を示す一酸化窒素(NO)の遊走子被嚢化及び発芽に対する影響を調べた。Aphanomyces cochlioides及びPhytophthora sojae遊走子を自発的NO発生試薬であるNOC5またはNOR3で処理したところ、被嚢化及び発芽率が有意に上昇した。また、哺乳類型NO合成酵素(NOS)の基質であるアルギニンでも遊走子の発芽促進が観察されたため、DOE Joint Genome InstituteのP.sojaeゲノムデータベースを用いNOS様遺伝子の探索を行ったところ、アミノ酸配列で70%の相同性を持つ遺伝子が存在した。しかし、この遺伝子はオキシダーゼドメインを欠いており、同遺伝子を導入した大腸菌ではアルギニン由来のNO生成活性は確認出来なかった。また、脱窒菌や一部の真菌では脱窒過程においてNOを生成することが報告されていることから、脱窒に関わる酵素群遺伝子についても検索したところ、亜硝酸をNOに変換する亜硝酸還元酵素と高い相同性をもつ遺伝子が見つかった。本研究課題の遂行により、A.cochlioides及びP.sojae遊走子の被嚢化及び発芽機構にNOが大きな影響を与える事が分かった。卵菌類の遊走子は宿主植物に到達できなかった場合は被嚢化しても発芽せずに再度遊走子を作りだすが、NOによって遊走子を強制的に被嚢化・発芽させる"自殺発芽誘導法"等の新たな駆除法の開発への応用が期待される。

Plant pathogenic oomycetes such as Aphanomyces and Phytophthora can swim, migrate and form daughter cells, and reach host plants. When the time comes, the wandering son will be transformed and the sprout of the son will start. The molecular mechanism of the host infection is unknown. The purpose of this study is to gain basic knowledge about the molecular mechanism and control of morphological changes in wanderers, and to investigate the physiological effects of nitric oxide (NO) on wanderers 'transformation and germination in animals and plants. Aphanomyces cochliodes and Phytophthora sojae were found to have increased NO production rate. The substrate of mammalian type NO synthase (NOS) was investigated by P. sojae of DOE Joint Genome Institute, and 70% identity of NOS gene was found in the substrate. The NO production activity of Escherichia coli was confirmed. A part of fungi that produce NO during the process of de-asphyxiation is reported to be related to the enzyme group gene. This study focuses on the effects of NO on the development of A. cocoides and P. sojae. The application of new methods such as "suicide bud induction method" for the development of egg fungi wandering seeds is expected when they arrive at host plants, and when they are transformed, germinated, re-migrated, and NO-induced wandering seeds are transformed and germinated.

项目成果

Heterologous expression of a pleiotropic drug resistance transporter from Phytophthora sojae in yeast transporter mutants

大豆疫霉多效耐药转运蛋白在酵母转运蛋白突变体中的异源表达

• 发表时间: 2005
• 期刊: Current Genetics 48
• 作者: M.S.Connolly;Y.Sakihama;V.Phuntumart;Y.Jiang;F.Warren;L.Mourant;P.F.Morris
• 通讯作者: P.F.Morris