イネ白葉枯病菌hrp遺伝子群の感染時特異的発現を可能にする環境シグナル応答経路

环境信号响应途径使hrp基因组在水稻白叶枯病真菌感染过程中特异性表达

• 批准号: 22K05657
• 负责人: 津下 誠治
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05657/
• 关键词: イネ白葉枯病菌; hrp遺伝子; 二成分制御系; cyclic-di-GMP; 植物細菌病; 病原性; 遺伝子発現制御; type IIIタンパク質分泌装置

白葉枯病菌は、熱帯アジアを中心に世界の稲作地帯で甚大な被害をもたらす植物病原細菌である。本細菌の病原性には菌体外多糖や菌体外分泌酵素の他、宿主防御応答を抑制するタンパク質を直接イネ細胞内に導入するtype Ⅲ分泌装置が必須である。本装置の構築に関わるhrp遺伝子群は感染時特異的に発現し、その発現制御には多くの因子が関わることが予想されているがその全体像は明らかでない。本研究では、本遺伝子群の感染時特異的発現は可能にする環境シグナルおよびそのシグナルの受容・伝達機構を明らかにすることである。環境シグナルの受容とそれに応じた遺伝子発現等に関わる２つのタンパク質から成る二成分制御系およびセカンドメッセンジャーであるcyclic-di-GMPの合成/分解因子は、細菌の環境シグナル受容・伝達に重要な役割を果たす。本研究ではこれまでに、hrp制御遺伝子の１つであるhrpGの発現制御に関わる２組の二成分制御系因子ともう1つのhrp制御遺伝子であるhrpXの発現制御に関わるcyclic-di-GMPの合成/分解因子を新たに見出しており、現在、それらのhrp制御遺伝子の発現制御機構についての解明を目指している。さらにcyclic-di-GMPは転写制御因子Clpの活性化/不活化を介して、下流の遺伝子発現を制御することが知られているが、未知のcyclic-di-GMPがClpを介して、hrpGの発現とともに植物細胞壁の分解に関わる酵素遺伝子の発現も負に制御していることを明らかにした。このことは何らかの環境シグナルによる本制御系の抑制が、hrpGの発現抑制を解除することでtype Ⅲ分泌装置の構築を促し、それと同時に植物細胞壁の分解により同装置の植物細胞への到達を容易にしているとも考えられる。以上のように、これまで知られていなかったhrp遺伝子群の発現制御経路を複数見出すことに成功している。

Bacterial blight is the most common disease in the world. The pathogenicity of this bacterium is inhibited by exopolysaccharide and other enzymes secreted by bacteria in vitro, and the type III secretion device is required for direct intracellular introduction of the protein. The construction of the device is related to the specific occurrence and control factors of infection. This study suggests that infection specific findings of this subgroup may be related to environmental factors and receptor mechanisms. The synthesis/decomposition factors of cyclic-di-GMP are related to the production of cyclic-di-GMP and the production of cyclic-di-GMP. In this study, two sets of two-component control factors related to cyclic-di-GMP synthesis/decomposition factors related to hrp control gene were newly discovered. Cyclic-di-GMP mediates the activation/inactivation of transcription factor Clp, the production of downstream enzymes, and the production of hrpG enzymes related to plant cell wall decomposition. The inhibition of this system and the inhibition of the production of hrpG are promoted by the construction of the type III secretory device, and the decomposition of the plant cell wall is easy to reach by the device. The above is the first time that the HRP has been successfully implemented.

项目成果

イネ白葉枯病菌のグローバル転写制御因子Clpは病原力に関与するセロビオシダーゼ遺伝子cbsAの発現を正/負に制御する

水稻白叶枯病的全局转录调节因子 Clp 正/负调节 cbsA（一种参与毒力的纤维二糖苷酶基因）的表达。

• 发表时间: 2023
• 作者: 元木 航;木下有羽;中野龍平;細川宗孝;中﨑鉄也;宮本祐奈・中村保乃華・伊川有美・津下誠治
• 通讯作者: 宮本祐奈・中村保乃華・伊川有美・津下誠治