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生理:概日リズムの中心的調節因子による、植物の免疫応答のタイミング調整

Nature 470, 7332 doi: 10.1038/nature09766

生組織寄生性病原体に対する植物の主要な免疫機構は、抵抗性(R)遺伝子を介した防御応答である。この機構には、幅広い感染に対応する基礎的な防御装置と共通する因子がかかわっているという説が出されている。しかし、基盤となる分子機構はほとんど解明されていない。今回我々はシロイヌナズナで、べと病に対するR遺伝子を介した抵抗性に関係する新しい遺伝子群を同定し、これらの遺伝子が概日リズム調節因子CIRCADIAN CLOCK-ASSOCIATED 1(CCA1)によって調節されていることを明らかにした。これら遺伝子の変異体の表現型に基づいた数値クラスタリングにより、プログラム細胞死(PCD)が抵抗性の大きな要因であることが判明した。R遺伝子を介したPCDに障害のある変異体は、基礎的防御機構もうまく働かないことから、この異なる2つの防御機構に相互のつながりがあることが実証された。意外にも、これらの新しい防御遺伝子はCCA1による概日制御のもとにあり、これによって植物は、病原体が通常胞子をまき散らす時間帯である早朝に感染が起こるのを「待ちかまえ」、感染に際してさまざまな病原体に応じたシグナルを認識し、それにタイミングを合わせて免疫応答することがわかった。防御遺伝子群のCCA1による時間的制御によって、これら遺伝子の基礎的防御応答とR遺伝子を介した防御応答へのかかわり方が分かれる。今回の研究により、概日時計と植物の免疫との重要な機能的関係が明らかになった。

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