低環境負荷型植物保護剤の高効率探索・評価方法に関する研究

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1、目的 当研究室では、発光遺伝子(Fluc)と様々な病害関連遺伝子を利用して抵抗性誘導剤のハイスループットスクリーニング系(HTS系)の開発に取り組み、実際にサリチル酸(SA)シグナル伝達経路に作用するような抵抗性誘導剤の単離に成功している。一方で、ジャスモン酸(JA)シグナル伝達経路に作用する抵抗性誘導剤は世界的にもほとんど例がない。そこで、本研究ではJA応答性Vegetative Storage Protein 1(VSP1)遺伝子のプロモーターを利用したHTS系によるJA系抵抗性誘導剤の探索並びに発光遺伝子としてCB-lucを用いたより高性能なスクリーニング系の開発を目的とした。また、VSP1::Fluc形質転換シロイヌナズナへの人為的な変異誘起を行い、VSP1遺伝子の発現制御に関る新規因子の単離・同定を試みる。2、平成23年度研究計画(1)VSP1::F-lucのHTS系を用いてJA系抵抗性誘導剤を探索する。(2)前年度取得した候補物質の抵抗性誘導活性を評価する。(3)CB-lucを用いたHTS系を開発する。(4)取得した変異体について原因遺伝子の特定を試みる。3、平成23年度研究実績(1)化合物ライブラリーからの候補化合物の探索を実施し、新たにVSP1遺伝子発現を顕著に誘導する2化合物の取得に成功した。(2)前年度選抜したJA系抵抗性誘導能を有する2化合物が、シロイヌナズナ芽生えにおいてSA応答性pathogenesis-related protein 1遺伝子をも発現誘導し、JA及びSA両シグナル伝達経路を活性化する大変興味深い化合物であることを明らかにした。(3)遺伝子発現抑制化合物等の同時探索が見込まれるCB-lucを用いたHTS系を開発した。しかし、VSP1遺伝子の基礎発現が低いため、CB-lucを用いたHTS系には改善を要する。今後は、heat shock protein遺伝子のターミネーターを導入し、VSP1遺伝子の基礎発現量を向上させることで改善を図る。(4)特に顕著なVSP1遺伝子発現の増加を示す変異体1系統について表現型及び防御関遺伝子発現を評価し、JAシグナル伝達経路が活性化していることを明らかにした。また、ラフマッピング及び全ゲノム解析を実施し、原因遺伝子の特定を進めている。