Research press release

ジャガイモ疫病菌に対する新たな防衛戦線

Nature Plants

A new defence front against the potato blight

ジャガイモ疫病菌Phytophthora infestansは、1840年代のアイルランドに飢饉を引き起こしたことで有名であり、現在もなお大きな脅威であるが、この菌に対する抵抗性遺伝子が今週のオンライン版で発表される。この遺伝子は、栽培されているジャガイモに近縁の南米の野生種から分離された。

Vivianne Vleeshouwersたちは、疫病菌のエリシチン(重要な生物学的機能を有する保存されたタンパク質であり、疫病菌が進化して抵抗性をかいくぐる可能性は低くなると考えられる)に応答する遺伝子を求めて、ナス属植物の野生種(ジャガイモを含む)の生殖質を探索した。10年にわたる研究の末、研究チームはそうしたエリシチン応答遺伝子の1つ、ELRを発見した。これは、南米の植物Solanum microdontumの受容体様タンパク質をコードしている。植物はこのような細胞表面受容体を多数備え、それが免疫防御の第一線を構成してレーダーアンテナ群のように働いている。その1つ1つは、侵入する病原体が有する各種の保存された特徴に合わせて作られている。

研究チームは、ELRとエリシチンが同時に存在すると感染部位の周囲で細胞が死滅することを発見した。これは、植物の強力な防御機構となって病原体の広がりを制止する。栽培されているジャガイモ系統にELR遺伝子を導入すると、複数系統の疫病菌に対するジャガイモの抵抗性が強化されたことから、ジャガイモ品種に幅広い永続的な抵抗性を与えて食糧安全保障を強化し、殺菌剤の使用量を減少させるための新たな方策が導かれた。

A resistance gene against the potato blight, Phytophthora infestans, which is infamous for triggering the Irish famine of the 1840s and is still a major threat today, is reported online this week in Nature Plants. This gene has been isolated from a South American wild relative of cultivated potatoes.

Vivianne Vleeshouwers and colleagues searched the germplasm of wild members of the Solanum family (which includes the potato) looking for genes that responded to an elicitin (a conserved protein with an important biological function, making it less likely that the pathogen will evolve to evade resistance) from the blight pathogen. After a 10-year search, they found one such elicitin response gene, ELR, which encodes a receptor-like protein in the South American plant Solanum microdontum. Plants contain many of these cell surface receptors, which constitute the first line of immune defence and operate like an array of radar antennas, each one tuned to a different but conserved feature of the invading pathogens.

The authors found that the simultaneous presence of ELR and elicitin kills the cells around the site of infection, a powerful plant defence mechanism that restricts the progress of the pathogen. When they transferred the ELR gene into a cultivated potato strain, it made it more resistant to several strains of blight, opening new strategies for breeding a broad and durable resistance in potato varieties, increasing food security and reducing the use of fungicides.

doi: 10.1038/nplants.2015.34

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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