発表内容

＜Abstract＞

The ClaSSD1 gene of Colletotrichum lagenarium is involved in withstanding plant defence responses

Shigeyuki Tanaka¹, Kayo Yabumoto¹, Richard O’Connell¹, Gento Tsuji¹, Hironori Koga²,Tomonori Shiraishi³ and Yasuyuki Kubo¹

¹Laboratory of Plant Pathology, Graduate school of Agriculture, Kyoto Prefectural University, Kyoto. ²Research Institute of Agricultural Resources, Ishikawa Agricultural College, Ishikawa. ³Laboratory of Plant Pathology, Faculty of Agriculture, Okayama University, Okayama, Japan. a0011015@kpu.ac.jp

By random insertional mutagenesis with Agrobacterium tumefaciens mediated transformation (AtMT) of Colletotrichum lagenarium, the causal agent of anthracnose of cucumber, we isolated pathogenicity deficient mutant Lf2754. The disrupted region contained a deduced reading frame showing significant homology to budding yeast Saccharomyces cerevisiae SSD1 which is involved in resistance to PR-5 proteins, and we named this gene ClaSSD1. We isolated disrupted mutants of the ClaSSD1 gene by target gene disruption through introducing disruption construct with AtMT. The classd1 mutants showed attenuated pathogenicity to intact cucumber cotyledons. However, appressoria of those mutants retained penetration ability and formed penetration hyphae effectively into cellulose membranes. Also, those mutants retained invasive growth ability and formed anthracnose lesions after wounded inoculation. We observed the infection process of the classd1 mutants on the host plant with transmission electron microscopy. Protrusion of penetration pegs and elongation of penetration hyphae into the host epidermal tissue were not observed due to a host cellular response accompanied by papilla formation. These results indicated that ClaSSD1 is involved in withstanding plant defense responses encountered during penetration from appressoria. We also isolated gene knock out mutants for an orthologue of SSD1 in Magnaporthe grisea, a causal agent of rice blast, and confirmed that the mutants produced fewer lesions on rice leaves than the wild type. This results indicated that the gene is also essential for pathogenicity of M.grisea.

　私の研究室では、植物に感染し病気を引き起こす糸状菌（カビ）の病原性遺伝子の役割を分子生物学的手法を用いて明らかにすることを試みています。

　本研究では、宿主植物に自己DNAを導入する細菌であるAgrobacterium tumefaciensを利用した形質転換法であるAgrobacterium tumefaciens mediated transformation （AtMT法）を植物病原糸状菌であるウリ類炭そ病菌（Colletotrichum lagenarium）において利用し、糸状菌ゲノムにランダムに外来遺伝子を導入することで病原性関連遺伝子欠損株の作出を試みました。その結果、C. lagenariumの宿主植物であるキュウリに対し弱病原性を示す変異株が得られました。この変異株における欠損遺伝子を単離・同定した結果、出芽酵母のSSD1遺伝子と相同性を示し、この遺伝子をClaSSD1遺伝子と命名しました。本遺伝子破壊株は、潜在的には植物への感染能力を保持しているにもかかわらず、その感染行動は植物の防御応答により抑制されていることを明らかにしました。また、イネにいもち病を引き起こす植物病原糸状菌であるイネいもち病菌（Magnaporthe grisea）においてもSSD1相同遺伝子の破壊株を作出しました。その結果、M. griseaにおいても破壊株はイネに対する病原性の低下を示し、植物の防御応答により感染行動が抑制されていることを明らかにしました。

　この研究は私が大学院に進学してから始めましたが、自分で興味を持って進めてきた研究が1つの形になり学会で発表できただけでなく、その内容に注目されオーラルでの発表に選出されるという評価を受けたことには非常に研究者冥利に尽きると感じています。
　大学院では多くの院生が研究に没頭していると思いますが、自分の研究の価値を実感するためにも国際学会のような大きな舞台での発表を行うことを経験するといいのではないでしょうか。

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