アグロバクテリウム（Agrobacterium）により分泌されるサイトカイニンは植物Myb転写因子を抑えることにより形質転換を促進する

Sci. Signal., 19 November 2013
Vol. 6, Issue 302, p. ra100
[DOI: 10.1126/scisignal.2004518]

Nagesh Sardesai^1*, Lan-Ying Lee¹, Huabang Chen^1†, HoChul Yi^1‡, Gayla R. Olbricht^2§, Alexandra Stirnberg¹, Jacob Jeffries¹, Kia Xiong¹, R. W. Doerge², and Stanton B. Gelvin^1¶

¹ Department of Biological Sciences, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
² Department of Statistics, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.

^* Present address: Dow AgroSciences, 9330 Zionsville Road, Indianapolis, IN 46268, USA.

† Present address: State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China.

‡ Present address: Syngenta Biotechnology, Research Triangle Park, NC 27709, USA.

§ Present address: Department of Mathematics and Statistics, Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO 65409, USA.

¶ Corresponding author. E-mail: gelvin@purdue.edu

要約

アグロバクテリウム（Agrobacterium）による形質転換は遺伝子組換え植物を作製するのに最も広く用いられている技術である。しかしながら、多くの作物が不応性のままである。われわれは、シロイヌナズナ（Arabidopsis）のmybファミリー転写因子の1つ（MTF1）が植物の形質転換感受性を阻害することを見いだした。MTF1の突然変異は、いくつかのAgrobacterium株の根への接着を増加させ、感受性および形質転換耐性Arabidopsis生態型の両方において安定および一過性形質転換を増加させた。アグロバクテリウム‐ツメファシエンス（Agrobacterium tumefaciens）由来のサイトカイニンは、サイトカイニン応答制御因子ARR3の活性化を通じてMTF1の発現を減少させた。サイトカイニン応答性キナーゼをコードする遺伝子AHK3およびAHK4の突然変異は、MTF1の発現を増加させ、植物形質転換を損なった。mtf1突然変異植物も、細胞接着分子の推定膜貫通受容体をコードするAT14Aの発現を増加させた。AT14Aを過剰発現する植物は、形質転換に対する感受性を増加させたのに対し、at14a突然変異植物では細菌の根への接着が減少しており、AT14Aがアグロバクテリウムのアンカーポイントとして機能する可能性を示唆した。このように、細菌接着および耐性植物の形質転換を促進し、感受性植物の同様の過程を増加させることにより、根のサイトカイニン処理は、特性や収量を改善した作物の遺伝子操作で作出する助けとなる可能性がある。

N. Sardesai, L.-Y. Lee, H. Chen, H. Yi, G. R. Olbricht, A. Stirnberg, J. Jeffries, K. Xiong, R. W. Doerge, S. B. Gelvin, Cytokinins Secreted by Agrobacterium Promote Transformation by Repressing a Plant Myb Transcription Factor. Sci. Signal. 6, ra100 (2013).