牧草共生糸状菌の共生確立に関与する活性酸素生成制御因子の機能解析

草类共生丝状真菌共生活性氧产生控制因子的功能分析

• 批准号: 13J03668
• 负责人: 榧野 友香
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03668/
• 关键词: 共生菌; Epichoaeエンドファイト; ライグラス; エンドファイト; 共生確立機構; 活性酸素生成酵素

Epichloe属エンドファイトは牧草や芝草の細胞間隙で共生的に生育する糸状菌エンドファイトである。Epichloe festucaeの宿主植物への共生的感染には活性酸素生成酵素NoxAが不可欠であり、noxA変異株は感染植物の矮化や枯死を引き起こす。さらに、NoxAの制御因子としてNoxRおよび低分子量Gタンパク質RacAが同定されており、さらに、NoxRと相互作用する因子としてBemAおよびCdc24が同定されている。また、Nox制御因子の1つであるRacAと類似している低分子量Gタンパク質としてCdc42がある。RacAがNoxRと特異的に相互作用する一方で、Cdc42はBemAと特異的に相互作用する。cdc42破壊株およびracA破壊株を作出し表現型の比較解析を行ったところ、活性酸素生成において両者が拮抗して機能していることが示された。また、宿主植物感染時には、宿主植物に矮化を引き起こすracA破壊株に対し、cdc42破壊株ではエンドファイトの全身的感染能に異常が認められた。以上の結果は、RacAとCdc42は構造的に類似しているにも関わらず、両者は機能的に分化していることを示した。この機能分化に関わる要因として、両者が異なった因子と結合していることが考えられた。そこで、結合特異性を決定するアミノ酸を特定し、特異的結合能がCdc42とRacAの機能分化に与える影響の解析を行った。結合特異性を入れ替えた結果、RacAおよびCdc42の共生確立における機能分化はNoxR結合性によって決定していることが示された。また、cdc42破壊株のBemA非結合Cdc42およびBemA結合RacAによる相補の解析を行ない、Cdc42の菌糸極性成長および細胞壁の完全性における役割に、BemAとの結合能が重要である事が示された。一方、cdc42破壊株の共生異常は、BemA非結合Cdc42およびBemA結合RacAのいずれにおいても部分的に相補された。この結果から、Cdc42の共生確立における機能には、BemAの他にも重要な相互作用因子が存在することが示唆された。

Epichloe is a genus of plants that grow symbiotically in the intercellular spaces of grasses and grasses. The symbiotic infection of host plants of Epichloe fungae results in the formation of an active acid-producing enzyme NoxA, which causes dwarfing and death of infected plants. NoxA control factors such as NoxR and low molecular weight G are determined by NoxR interaction factors such as BemA and Cdc24. RacA is similar to low molecular weight G. RacA and NoxR have specific interactions, Cdc42 and BemA have specific interactions. cdc42 and racA were analyzed for their phenotypes, and their functions were antagonized. The host plant is infected with the virus, and the host plant is infected with the virus. The above results show that RacA and Cdc42 are similar in structure and function. The function differentiation is related to the factor of difference and combination. Analysis of the effects of acid-specific and specific binding energies on the functional differentiation of Cdc42 and RacA Binding specificity was determined by the results of the interaction between RacA and Cdc42, and functional differentiation was determined by the interaction between RacA and Cdc42. BemA non-binding Cdc42 and BemA binding RacA complement analysis of Cdc42 strains, cell wall integrity of Cdc42 strains, and binding energy of BemA are important. The symbiosis of cdc42 and bemA is complementary to each other. As a result, the symbiosis of Cdc42 was established, and the existence of other important interaction factors of BemA was demonstrated.

项目成果

牧草共生糸状菌Epichloe festucaeのCdc42およびRacAの機能における相互作用因子結合能の重要性に関する解析

草共生真菌Epichloe festucae中相互作用因子结合能力对Cdc42和RacA功能的重要性分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 榧野友香;田中愛子;竹本大吾
• 通讯作者: 竹本大吾