組換えイネを用いた新規植物免疫反応活性化物質の選抜方法

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要約

蛍光タンパク質遺伝子(GFP)と誘導性プロモーターを連結して導入した組換えイネを用い、イネの免疫反応による遺伝子発現を可視化することにより、いもち病防除のための植物免疫活性化物質の簡便な選抜ができる。

キーワード:イネ、植物免疫反応、蛍光タンパク質、PBZ1プロモーター
担当:中央農研・北陸地域基盤研究部・稲組換研究チーム
連絡先:電話025-526-3238、電子メールkmorino@affrc.go.jp
区分:関東東海北陸農業・生物工学、作物・生物工学
分類:科学・参考

背景・ねらい

植物の持つ免疫反応(植物の病害抵抗性に関わるシグナル伝達系を介した、植物の病原菌に対する防御反応システム)を高めることによって病害抵抗性を付与する物質の開発は、重要な課題である。植物の免疫反応の活性化は、病害抵抗性遺伝子の発現等で確認できるが、そのためには核酸を単離し、ノーザンハイブリダイゼーションを行う必要がある。この方法では、時間とコストがかかり、数多くのサンプルを処理することは困難であるため、植物免疫活性化物質の簡便な選抜技術の開発が必要とされている。

成果の内容・特徴

作出した日本晴由来の組換えイネには、いもち防除剤として広く使用されているプロベナゾール剤で発現が誘導される遺伝子PBZ1(PR10クラスに分類される遺伝子)のプロモーター領域もしくは、テルペノイド合成系の遺伝子 D9/OsCyc2/OsCPS2のプロモーター領域とオワンクラゲの蛍光タンパク質の遺伝子であるGFP(Green Fluorescent Protein)を融合した遺伝子(図1)が導入されている。PBZ1もしくは、D9/OsCyc2/OsCPS2 遺伝子の発現上昇は、植物免疫活性化の指標であり、この導入遺伝子の発現上昇は、植物免疫反応活性化を示している。
作出した組換えイネでは、いもち菌の接種により(図2)、また、一部のいもち病防除剤の主成分であるプロベナゾール処理や(図3、図4)、いもち菌から精製された新規免疫反応活性化物質であるセレブロシドB処理により(図3、図4)、GFP タンパク質の発現誘導が確認できる。プロべナゾールは、タバコにおいてウイルスに対する増殖抑制効果がある事が確認されている。
作出した2種類の組換えイネと簡易型 GFP検出装置を用いることによって、簡便に植物免疫反応により活性化される病害抵抗性遺伝子の発現誘導を可視化することが可能になり、数多くの免疫反応活性化物質の一次スクリーニングが可能となる。