非宿主植物抵抗性に必要であるEDR1依存的免疫経路の分子機構解析

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植物が本来は異なる植物種に感染する病原菌(不適応型菌)に対して発揮する強固かつ安定な抵抗性は、「非宿主抵抗性」と呼ばれている。申請者は、これまでにEDR1と呼ばれるキナーゼが炭疽病菌に対する本抵抗性に寄与していることを明らかにしている。また、EDR1は、病原菌存在下に抗菌ペプチドであるディフェンシン遺伝子の発現誘導を正に制御することが判明し、その制御が非宿主抵抗性に重要であることが明らかになっている。以上の背景の下、申請者は、まずEDR1の細胞内局在性を調査した。EDR1-GFPの細胞内局在をシロイヌナズナのプロトプラストおよびシロイヌナズナの形質転換体を用いた解析から調査したところ、EDR1は細胞質そして核に局在することが強く示唆された。これまでの研究によりEDR1は核局在性のMYC2の機能を阻害することでディフェンシンを誘導することが示唆されていたため、EDR1の核局在性は核内でのMYC2に対する機能阻害を示唆した。つぎに、EDR1の核局在がEDR1の機能に重要であるかどうかを調査するため、edr1変異体において、EDR1に核排出シグナル(NES)を融合させた遺伝子をEDR1の本来のプロモーター配列下で発現させる形質転換体を作出したところ、形質転換体における抵抗性は回復しなかったことから、EDR1の核局在は非宿主抵抗性の発揮に重要であることが示唆された。第3に、EDR1の相互作用因子を同定するため、edr1変異体にEDR1の本来のプロモーター下でEDR1-3HA(EDR1にHA配列を3つ付加した融合タンパク)を発現させるような形質転換体を作出した。形質転換体においては野生型レベルまで非宿主抵抗性が回復することが判明した。この結果から、EDR1-3HAは機能的であることが明らかになった。さらに、ウエスタン解析を行った結果、目的の位置にEDR1-3HAのバンドが確認された。