形 質 転 換 体 で 誘 導 さ れ る フ ァ イ トア レ キ シ ン の 合 成 の 鍵 酵 素 で あ る フ ェ ニ ル ア ラニ ン ア ン モ ニ ア リア ー ゼ (PAL) 活 性 の 上 昇 や 細 胞 間 隙 に お け る リグ ニ ン化 も顕 著 に抑 え られ て い た. した が って, 少 な く と も こ こで供 試 したavr遺 伝 子 は, 動 的 抵 抗 性 反 応 の誘 導 の 段 階 で抑 制 す る サ プ レ ッ サ ー 機 能 を有 す る こ とが 明 ら か に な っ た. avr遺 伝 子 二 元 説 avr遺 伝 子 が2つ の 相 反 す る 活 性 を もつ 事 実 を も と に, 品 種 特 異 性 決 定 機 構 を以 下 の よ う に考 えて い る (avr 遺 伝 子 二 元 説). この 説 で は, 宿 主 植 物 に お い て, 病 原 性 図2 タ バ コ 葉 に お け るHR 各種 Pseudomonas fluorescens 形 質転 換 体 高 菌密 度 懸 濁 液 を, 注 射 筒 で タ バ コ の細 胞 間 隙 に 接 種 し た 翌 日のHRを 調 べ た. Pf. (phir11) 形 質 転換 体 の 接 種 の場 合 に はHRに よ る褐 変 が 見 られ るが, 本菌 に さ らにpthA遺 伝 子やavrXa10遺 伝 子 を導 入 した二 重 形 質転 換 体 や, phir11上 のhrcC(タ イ プIII分 泌 機 構構 成 タ ン パ ク質 構 造 遺 伝 子)や, hrpz(ハ ー ピ ン構 造 遺 伝 子)に 変 異 を導 入 した 形 質転 換 体 を接 種 した場 合 はHRが 見 られ な い. 関 連 因 子 が植 物 細 胞 内 に注 入 され る とい う こ とか ら, ハ ー ピ ン は宿 主細 胞 表 面 に も作 用 す る は ず で あ り, そ の 結 果HRが 誘 導 され るで あ ろ うか ら, ハ ー ピ ンの 作 用 を 考 慮 に入 れ る 点 に特 徴 が あ る. (1)R遺 伝 子 を もた な い 宿 主 植 物 細 胞 内 で は, Avrタ ンパ ク質 は 本 来 の サ プ レ ッサ ー活 性 を発 揮 す る た め, ハ ー ピ ン に よ るHRの 伝 子 がavrBs3遺 伝 子 フ ァ ミ リー と高 い 相 同 性 を 示 しな 誘 導 が抑 制 され, 細 胞 内 に注 入 さ れ た 発 病 へ の 経 路 が ス イ ッ チ オ ン に な る (図3- が ら, 発 病 に導 く機 能 を も つ こ とに 着 目 し, ptha遺 伝 A). 子 とavr遺 目 (2)宿主 植 物 で あ っ て もR遺 伝 子 の 機 能 の比 較 か ら, avr遺 伝 子 の2番 伝 子 を もつ 品 種 の 細 胞 内 の 機 能 で あ る病 原 性 発 現 に果 た す 役 割 を明 らか に す る こ で は, 病 原 細 菌 のAvrタ とが で き るの で は な い か と考 え た. タ イ プIII分 泌 機 能 存 在 下 で (結 合 す る か 否 か は不 明), サ プ レ ッサ ー 活 性 を付 与 した (hrp遺 を失 い, エ リシ ター 活 性 を 発 揮 す る よ う に な る た め, 伝 子 群 の コス ミ ドク ロー ンpHIR11 を形 質 転 換 した) 非 植 物 病 原 細 菌 Pseudomonas fluores- HRが 誘 導 され る. この 場 合, ハ ー ピ ン に よ っ て誘 導 cens (Pf.) を タバ コや トマ トの 葉 の 細 胞 間 隙 に 接 種 す る され る非 特 異 的HRも と,pHIR11上 で 見 られ るHRは, の遺 伝 子 か ら生 産 さ れ るエ リシ ター (お そ ら くハ ー ピ ン) に よ っ て, 非 特 異 的HRが 誘 導 され るこ とが 報 告 され て い る(3). そ こ で, このPf.(pHIR11)形 質 転 換 体 に, ptha遺 伝 子 を追加形 質転換 伝 子 やavr遺 ンパ ク質 は, Rタ ン パ ク質 の 誘 導 され る は ず で, 抵 抗 性 品 種 特 異 的 お よび 非 特 異 的 エ リシ タ ー の 双 方 に よ る共 同 作 業 の 結 果 と考 え る (図3-B). しか し, この avr遺 伝 子 二 元 説 の み で は, avr遺 子 をP. fluorescens (phir11) に 形 質 転 換 す る と, 非 宿 し, この 二 重 形 質転 換 体 をタ バ コ葉 に接 種 した 後 の 非 特 主 植 物 に接 種 して もHRを 異 的HR誘 伝 子 を もつ 植 物 病 原 細 菌 を接 種 す る と, HRを ptha遺 導 に 及 ぼ す 影 響 を 調 べ て み た. こ こ で は, 伝 子 (筆者 らの 研 究 室 が 単 離 したapl1遺 を使 用), イ ネ 白葉 枯 れ病 菌 (X. oryzae avrxa10遺 tomato) 伝 子, の トマ ト斑 葉 細 菌 病 菌 (P. syringae の avrpto 遺 伝 子 を 用 い たが, 質転 換 体 は, 非 特 異 的HRを て し ま っ た(図2). 伝 子(23) pv. oryzae) pv. これ らの 二 重 形 ま った く形 成 で きな くな っ また, Pf.(pHIR11) 形質転 換体 をタ バ コ細 胞 培 養 液 に加 え る と, 動 的 抵 抗 性 反 応 の 誘 導 の 際 誘 導 で き な くな るが, avr遺 とい う矛 盾 を 説 明 で き な い. に は存 在 し な い ンパ ク質 の サ プ レ ッサ ー 活 性 を 抑 え る 遺 伝 子 が 存 在 す る こ とを意 味 す る. な お, 植 物 側 に も, Avrと ン キ ツ類 の 葉 の 粗 抽 出 液 中 にPthAタ ンパ ク質 に特 異 的 に結 合 す る タ ンパ ク質 が 少 な くと も2種 存 在 す る こ と が, 生 体 分 子 間 相 互 反応 解 析 装 置 (IASYS) れ のavrを 験 か らわ か って い る. そ の う ち の1つ 性 酸 素 生 成 の2つ 目 の ピー クが 抑 え られ て い た. また, これ ら二 重 形 質転 換 体 を接 種 した場 合 は, Pf.(pHIR11) 化 学 と 生 物Vol. 41, No. 3,2003 結 合 す る タ ンパ ク質 が 存 在 す る よ う で あ る. た とえ ば, カ に観 察 され る 活 性 酸 素 の 急 激 な生 成 が 見 られ た が, い ず 導 入 した 二 重 形 質 転 換 体 を加 え た場 合 も, 活 誘 導す る この こ と は, 植 物 病 原 細 菌 に は, 非 植 物 病 原 細 菌P. fluorescens Avrタ 伝 のN末 を用 い た 実 端 ア ミノ 酸 配 列 は, 種 々 の 植 物 の 病 態 リ グニ ン合 成 系 酵 素 の一 つ で あ るCCoAOMT (cafeoylcoenzymea3-o-meth- 161

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