イネの遺伝子が熱ストレスから植物の成長を保護する

, a Rice Gene Conferring Durable Resistance to s, Protects Plant Growth From Heat Stress.

• Yuriko Hayano-Saito
• Keiko Hayashi

抄録

病気の抵抗力は温度の影響を受けます。イネの遺伝子は、地球温暖化にもかかわらず（RSV）に対して持続的な抵抗性を持つことが知られています。その根底にある抵抗性のメカニズムは明らかにされていない。ここでは、実験室での実験で20年間安定したRSV抵抗性を示した。この遺伝子は、よく研究されている植物病抵抗性タンパク質とは異なるタンパク質をコードしている。この遺伝子は、ヒスチジンキナーゼ/ヒートショック蛋白質90様ATPaseスーパーファミリーに相同なドメインを持つ。イネには、.NET を含む 3 つの類縁遺伝子が存在する。これらの遺伝子は、主に分枝組織で発現しています。サイレンシングを行うと、ウイルス感染に関わらず植物の生育が阻害され、もう一つのパラ系遺伝子のサイレンシングを行うと形態異常が発生することがわかった。これらの結果から、RSVとその類縁遺伝子は植物の発生に関係していることが示唆され、特に分裂体の成長をサポートし、植物の成長を安定化させていることが示唆された。また、サイレンスを受けた植物では、反復的な熱ストレス下での発育阻害がより深刻であり、植物の発育における熱ダメージの減衰に寄与していることが示唆された。また，RSV 感染の症状（クロロシス，萎凋，発育阻害，耕起本数の減少，パニクルの欠損）は熱損傷の症状と類似しており，RSV の増殖が熱ストレスに似たストレスを経 験していることが示唆された。このことから，RSVの増殖は，熱ストレスとRSVの増殖の両方に耐えることが可能であることが示唆された。このように、RSV の増殖を抑制することで、耐久性のある抵抗性が得られることが示唆された。

Disease resistance is affected by temperature. A rice gene, , is known to have conferred sustained resistance to (RSV) despite global warming. protects plants from growth stunting caused by RSV. The underlying resistance mechanism is unclear. Here, showed stable RSV resistance for 20 years in laboratory experiments. This gene encodes a protein distinct from well-studied plant disease-resistance proteins. It has a domain homologous to the histidine kinase/heat-shock protein 90-like ATPase superfamily. Rice has three paralogous genes including . The genes are expressed mainly in meristematic tissues. In the initial period after viral inoculation, RSV multiplication enhanced , whereas suppressed RSV multiplication. silencing inhibited plant growth regardless of viral infection, and silencing of the other paralogous gene that located closely to caused morphological abnormalities. The results suggested that the and its paralogs are related to plant development; especially, supports meristem growth, resulting in plant growth stabilizing. Growth stunting in the -silenced plants was more severe under repetitive heat stress, suggesting that contributed to the attenuation of heat damage in plant development. The symptoms of RSV infection (chlorosis, wilting, stunting, fewer tillers, and defective panicles) were similar to those of heat damage, suggesting that RSV multiplication induces heat-like stress in meristematic cells. Our findings suggest that the mechanism of meristem growth protection conferred by allows plants to withstand both heat stress and RSV multiplication. The suppression of RSV multiplication by the function in meristems results in durable resistance.

Copyright © 2020 Hayano-Saito and Hayashi.