植物の病害抵抗性誘導時特異的な核膜孔を介したｍＲＮＡ輸送機構の解析

今年度は、植物の病害抵抗性におけるmRNAの細胞内輸送の重要性を明らかとするため、核から細胞質への輸送に機能するExportin (NbXpo) 遺伝子の抵抗性における役割について解析を行った。核外輸送シグナルを持つタンパク質や、タンパク質-RNA複合体の輸送に関わるNbXpo1、核局在シグナルを認識し、核内へ輸送するimportin αを核外輸送するNbXpo2に着目して疫病菌抵抗性への影響を調査した。NbXpo1サイレンシング株ではジャガイモ疫病菌に対する抵抗性が低下し、INF1処理によるファイトアレキシン生成や細胞死誘導などの防御応答が抑制された一方で、ジャスモン酸によって発現が誘導されるDefensinやThioninといった抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導された。対照的に、NbXpo2サイレンシング株ではファイトアレキシン生成や細胞死がむしろ促進される傾向が認められた。RNA-seqを用いて遺伝子発現の比較解析を行ったところ、NbXpo2サイレンシング株では水処理において抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導されており、それらの遺伝子はINF1処理によって発現が抑制されていた。また、NbXpo2サイレンシング株のINF1処理区ではサリチル酸生合成遺伝子やエチレン制御下にある複数の遺伝子の発現誘導が促進された。以上の結果から、核から細胞質への輸送を担う因子が、植物ホルモンの生合成を制御することで、病害抵抗性応答を特異的に、かつ対照的に制御していることが示唆された。本研究ではこれまで植物では殆ど明らかにされていなかった、ストレス応答におけるmRNAやタンパク質の選択的輸送のメカニズムの一端を解明した。

今年度は、植物の病害抵抗性におけるmRNAの細胞内輸送の重要性を明らかとするため、核から細胞質への輸送に機能するExportin (NbXpo) 遺伝子の抵抗性における役割について解析を行った。核外輸送シグナルを持つタンパク質や、タンパク質-RNA複合体の輸送に関わるNbXpo1、核局在シグナルを認識し、核内へ輸送するimportin αを核外輸送するNbXpo2に着目して疫病菌抵抗性への影響を調査した。NbXpo1サイレンシング株ではジャガイモ疫病菌に対する抵抗性が低下し、INF1処理によるファイトアレキシン生成や細胞死誘導などの防御応答が抑制された一方で、ジャスモン酸によって発現が誘導されるDefensinやThioninといった抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導された。対照的に、NbXpo2サイレンシング株ではファイトアレキシン生成や細胞死がむしろ促進される傾向が認められた。RNA-seqを用いて遺伝子発現の比較解析を行ったところ、NbXpo2サイレンシング株では水処理において抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導されており、それらの遺伝子はINF1処理によって発現が抑制されていた。また、NbXpo2サイレンシング株のINF1処理区ではサリチル酸生合成遺伝子やエチレン制御下にある複数の遺伝子の発現誘導が促進された。以上の結果から、核から細胞質への輸送を担う因子が、植物ホルモンの生合成を制御することで、病害抵抗性応答を特異的に、かつ対照的に制御していることが示唆された。本研究ではこれまで植物では殆ど明らかにされていなかった、ストレス応答におけるmRNAやタンパク質の選択的輸送のメカニズムの一端を解明した。