研究代表者氏名及び所属
仲下 英雄(東京農業大学 応用生物科学部)
全体評価
植物共生細菌の定着したイネで見られる病害抵抗性と生育促進の両方が誘導される、生育促進型自然免疫活性化(プライミング)の分子メカニズム明らかにし、農業技術に結び付くプライミング誘導剤を開発することを最終的な目的としている。これまでに、プライミング誘導に関わる複数の因子を特定して、その分子機構の解析が進んでいる。病害抵抗性誘導に関してはカロースの沈着と抗菌性物質の産生という一部の植物免疫反応で誘導されることを明らかにし、成長促進に関しては、分げつの促進と草丈伸長が誘導されていることを明らかにした。このように、全体的に中間時の目標を達成し、一部先行した研究が行われている。今後は、現時点において詳細なメカニズムの解明が進んでいない部分の基礎データを丹念に積み重ねることが、今後の研究の発展と成果の論文化に必要である。現在までの成果の論文発表等の情報発信は十分とは言い難く、今後はより一層の成果の発表を期待する。
中課題別評価
中課題A「植物共生細菌によるプライミングの制御機構の解明」
(東京農業大学 応用生物科学部 仲下英雄)
プライミングに働く因子と相互作用するタンパク質の同定など計画どおり進捗しており、今後成果が期待できる研究である。プライミングに関与する内生シグナル分子の同定と作用機構の解析については、プライミング因子と相互作用する複数の因子が得られているが、いずれもin vivoで相互作用しているか否かは未詳であるので、今後基礎データを丹念に積み重ねる必要がある。また、植物ホルモンシグナルの病害抵抗性と成長促進における役割解明も必要である。プライミング因子とGFPの融合タンパク質を導入したモニター細胞を用いてプライミング制御化合物を得る研究計画は興味深い。
中課題B「プライミングによるイネ病原菌抵抗性の分子機構解明」
(長浜バイオ大学 バイオサイエンス研究科 蔡晃植)
すでに、プライミングによる過敏感細胞死誘導に関与する可能性のある転写因子を同定しただけでなく、それらのシグナル因子を過剰発現させた組換えイネで、病原細菌に対して抵抗性が付与されることを確認するとともに、抗菌物質の生産などの抵抗性メカニズムも明らかにし、目標を大幅に上回る成果を上げている。しかし抵抗性は1種類の病原菌に対してのみ確認されているので、今後イネにおける様々な病原菌に対する効果、さらには、プライミングに関与するシグナル因子が制御環境下のみならず圃場環境下でも抵抗性を付与する可能性のあることを確かめる必要がある。非常に優れた研究であるので、この点を明確にしてほしい。また、化学物質の探索系の確立でレポーター遺伝子を用いてモニター細胞を作製し、プロモーターを活性化するプライミング誘導剤をスクリーニングする計画は理にかなっており評価できる。
中課題C「プライミングによる生育促進機構の解明」
((独)農研機構 中央農業総合研究センター 山川博幹)
プライミングの生育促進効果について分げつの促進と草丈伸長が起きていることを明らかにし、計画通りに成果を上げている。また、マイクロアレイ解析によって、分げつ数増加と草丈増加には植物ホルモンシグナルが関与している可能性を見出している。今後は、さらなるマイクロアレイ解析によって候補遺伝子を絞り込むことになるが、マイクロアレイ解析だけでは機能解析が進展しないこと、現在の研究計画に具体性が欠けている感は否めないことから、研究計画を精査して具体化し、プライミング誘導薬剤スクリーニングの標的に繋がるよう、よりいっそう努力されたい。また、生育促進効果をきちんと検証する試験や、ほ場を用いた収量増加を確認する試験の実施も検討されたい。