氏 名 ナシール カイルン ヒサム ビン
MASIR Khairun Hisam Bin
本籍(国籍) マレーシア
学位の種類 博士 (農学) 学位記番号 連研 第334号
学位授与年月日 平成17年9月30日 学位授与の要件 学位規則第4条第1項該当 課程博士
研究科及び専攻 連合農学研究科 生物資源科学専攻
学位論文題目 Functional screening of plant cell death-inducing factors
( 植物細胞死誘導因子の機能的スクリーニング )
論文の内容の要旨

 We performed high-throughput screening using potato virus X(PVX) system to overexpress Nicotiana benthamiana genes in planta and identify positive regulators of cell death. This screening identified NbCD1, a novel class Ⅱ ethlene responsive element binding factor(ERF), as a potent inducer of the hypersensitive response(HR)-like cell death.  NbCD1 expression was induced by treatments with INF1 elicitor and a non-host pathogen Pseudomonas cichorii. NbCD1 exhibited transcriptional repressor activity through its EAR motif, and this motif was necessary for NbCD1 to cause cell death. We identified 58 genes that display altered transcription following NbCD1 overexpression. NbCD1 overexpression down-regulated the expression of HSR203, a negative regulator of hypersensitive death. Conditional expression of NbCD1 in Arabidopsis also caused cell death, indicating that NbCD1 downstream cascades are conserved in dicot plants. To further confirm the role of NbCD1 in defense, we used virus-induced gene silencing to demonstrate that NbCD1 is required for nonhost resistance of N.benthamiana to the bacterial pathogen P. cichorii.   Our data points to a model of transcriptional regulatory cascades. NbCD1 positively regulates cell death and contributes to nonhost resistance, possibly by down-regulating the expression of other defense response genes. By the same screening, we also identified NbCD3 gene coding for a novel MAPKK. Details of NbCD3 are also descussed.

(日本語訳)
植物耐病性にとって重要な過敏感細胞死にかかわる因子を単離解析する目的で、 ベンサミアナタバコ(Nicotiana benthamiana) cDNAをPVX(Potato virus X) ベクターに クローン化してライブラリーを作成した。 このライブラリーの個々のクローンを、ベンサミアナタバコ葉において一過的に過剰発現させて、 細胞死を誘導するクローンを選抜した。 このスクリーニングの結果、新規なⅡ型ethlene responsive element binding factor(ERF)をコードする 遺伝子を同定し、これをNbCD1遺伝子と名付けた。 NbCD1の過剰発現はベンサミアナタバコに過敏感反応様の細胞死を誘導する。 NbCD1の遺伝子発現は、ジャガイモ疫病菌エリシターINF1と、非宿主病原菌 Pseudomonas cichorii の 処理によって誘導される。 NbCD1は、そのEARモチーフを介して転写抑制機能を有すること、 またEARモチーフの存在がNbCD1 の細胞死誘導に必要であることが、明らかになった。  SuperSAGE法により、NbCD1の下流で働く因子を探索したところ、58種類の遺伝子発現が NbCD1 過剰発現により変化を受けることが示された。 とりわけ、過敏感細胞死の抑制因子として知られているHSR203遺伝子発現が、NbCD1 過剰発現によって 抑制されることは興味深い。 NbCD1をシロイヌナズナで発現させると速やかな細胞死が誘導されることから、 NbCD1下流の細胞死信号伝達経路は、広く双子葉植物に保存されていると考えられる。 NbCD1遺伝子発現をウイルスベクターによってサイレンシングすると、P.cichorii に対する 抵抗性が低下することが示された。 これらの観察から、NbCD1は未知の抵抗性抑制因子および細胞死抑制因子の転写を負に制御していることが推察された。 同じ機能的スクリーニングによって新規なMAPKK遺伝子も単離して、NbCD3と命名した。 NbCD3の機能についても解析を実施した。