ポストハーベスト柑橘類における自己DNA誘導性DNA脱メチル化によるパターントリガー免疫の活性化

科学分野:

• 植物免疫
• エピジェネティクス
• 分子植物病理学

背景:

• 細胞外自己DNA（sDNA）は、植物において損傷関連分子パターン（DAMP）として機能する。
• sDNA認識およびそれに続くパターン認識受容体（PTI）の開始の正確なメカニズムは、完全には理解されていない。

研究 の 目的:

• sDNAの柑橘果実免疫における役割を解明すること。
• sDNAを介した防御応答におけるDNAメチル化とエピジェネティック修飾の関与を調査すること。

主な方法:

• 柑橘果実へのsDNAおよび真菌病原体（Penicillium digitatum）の処理。
• DNAメチル化プロファイリングおよび差次的メチル化領域（DMR）の解析。
• LRR-RLK CsSOBIR1および脱メチル化酵素を含む防御関連遺伝子の遺伝子発現解析。
• 植物免疫シグナル伝達経路（JAシグナル伝達およびCsMAPKカスケード）の評価。
• DNAメチル化阻害剤（5-アザシチジン）による処理。

主要な成果:

• sDNA処理はPTI、ジャスモン酸（JA）依存性防御を誘導し、P. digitatumに対する感受性を低下させた。
• sDNAはゲノム全体のDNAメチル化を著しく低下させ、DMRは植物-病原体相互作用遺伝子に濃縮された。
• sDNAはCsSOBIR1のDNAメチル化を低下させ、CsRLP7を介したsDNA認識を促進し、その発現を維持した。
• sDNAはCsMAPKKK1-CsMAPKK2-CsMAPK4カスケードとJAシグナル伝達を活性化し、脱メチル化酵素遺伝子のアップレギュレーションと関連していた。
• DNAメチル化阻害は柑橘類の抵抗性を高め、脱メチル化と免疫応答の相関が見られた。

結論:

• DNA脱メチル化は、柑橘果実におけるsDNAを介したシグナル伝達の重要なエピジェネティック構成要素である。
• CsSOBIR1およびCsRLP7を介したsDNA認識は、PTIおよびJA依存性防御を増強する。
• DNA脱メチル化によるエピジェネティック制御は、真菌病原体に対する植物免疫を強化する。