新説デュアル<i>R</i>-遺伝子システムによる病原体認識機構:2つのR蛋白質による3種の病原体の攻撃の認識 A Dual Resistance Gene System Prevents Infection by Three Distinct Pathogens

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Abstract

植物の病原体の攻撃の認識から抵抗性発現にいたる一連の反応は、遺伝子対遺伝子説およびガード説により説明されている。しかし、私共はシロイヌナズナのゲノム上で隣接する異なる2つの<i>R</i>-遺伝子が、異なる3種の病原体の攻撃を認識し、抵抗反応を起動することを世界で初めて発見した。私共はnatural variation解析および逆遺伝学的解析によりアブラナ科野菜類炭疽病菌(<i>Colletotrichum higginsianum</i>)に対応する<i>R</i>-遺伝子<i>RPS4</i>および<i>RRS1</i>を同定した。これらはそれぞれトマト斑葉細菌病菌(<i>Pseudomonas syringae</i> pv. <i>tomato</i>)と青枯病菌(<i>Ralstonia solanacearum</i>)に対応する<i>R</i>-遺伝子として知られており、このことから植物の異なる2つの<i>R</i>-遺伝子が異なる3つの病原体の攻撃を認識し、抵抗性を誘導することを発見した。本発表では、2つの<i>R</i>-遺伝子が炭疽病菌に対する応答反応に必須であること、さらにトマト斑葉細菌病と青枯病の認識においても複数のR-タンパク質が関わっていることについて報告する。

Inoculation of <i>Arabidopsis</i> ecotype Columbia leaves with <i>Colletotrichum higginsianum</i> results in fungal growth and disease symptoms reminiscent of those induced in other cruciferous plants. We performed map-based cloning and natural variation analysis of 19 <i>Arabidopsis</i> ecotypes to identify a dominant resistance locus against <i>C. higginsianum</i>. We found that the <i>Arabidopsis RCH2</i> (for recognition of <i>C. higginsianum</i>) locus encodes two NB-LRR proteins, both of which are required for resistance to <i>C. higginsianum</i> in the <i>Arabidopsis</i> ecotype Ws-0. Both proteins are well-characterized R proteins involved in resistance against bacterial pathogens; RRS1 (resistance to <i>Ralstonia solanacearum 1</i>) confers resistance to strain <i>Rs1000</i> of <i>R. solanacearum</i> and RPS4 to <i>Pseudomonas syringae</i> pv. <i>tomato</i> strain DC3000 expressing <i>avrRps4</i> (<i>Pst-avrRps4</i>). Furthermore, we found that both <i>RRS1-Ws</i> and <i>RPS4-Ws</i> genes are required for resistance to <i>Pst-avrRps4</i> and to <i>Rs1002 R. solanacearum</i>. We therefore demonstrate that a pair of neighboring genes, <i>RRS1-Ws</i> and <i>RPS4-Ws</i>, function cooperatively as a dual <i>R</i>-gene system against at least three distinct pathogens.

Journal

  • Plant and Cell Physiology Supplement

    Plant and Cell Physiology Supplement 2010(0), 0961-0961, 2010

    The Japanese Society of Plant Physiologists

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