植物科学：イネ免疫モジュールの非対称選択と病害抵抗性の再構築

人為選択は作物の農業形質を大きく形作ってきた。しかし、免疫がどのように選択されるのかという機構的基盤は、依然として不明である。今回我々は、細菌性白葉枯病に対する抵抗性をもたらす、イネ（Oryza sativa）のヌクレオチド結合ロイシンリッチリピート（NLR）受容体XA48と、その下流の転写因子OsVOZ1およびOsVOZ2（OsVOZ1/2）を特定した。XA48は、古い起源を持つ病原体エフェクターXopGを感知し、負の調節因子であるOsVOZ1/2を分解することで、エフェクター誘導性免疫を活性化する。XA48–OsVOZ1モジュールは亜種特異的な選択を受けており、Xa48は、インディカ米（Oryza sativa indica）にのみ保持され、ジャポニカ米（Oryza sativa japonica）では失われていた。これに対し、OsVOZ1は2つのハプロタイプに分岐しており、インディカ米はXa48と適合するOsVOZ1^A/Sの両対立遺伝子を保持する一方、ジャポニカ米はOsVOZ1^Aのみを持つ。ジャポニカ米にXa48を再導入すると、XA48–OsVOZ1^Aを介した免疫不適合のため、収量が著しく損なわれた。XA48を介するエフェクター誘導性免疫と、XA21を介するパターン誘導性免疫を併せ持たせることで、野生イネに由来する広域抵抗性が再構成された。従って今回の研究は、NLR–転写因子モジュールの非対称選択が、病害抵抗性と生殖成長をどのように形作るかを明らかにし、野生イネが持つ免疫を活用した作物育種戦略を提供するものである。

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