糸状菌におけるプログラム細胞死機構の統合的理解 －特に病原性への関与について－

• Project/Area Number: 13J00178
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 井上 加奈子 神戸大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: オートファジー / ハイフォポディア / Pre infection hyphae / Cell cycle / 付着器 / オートファゴソーム / 透過型電子顕微鏡 / 親水性・疎水性 / 蛍光顕微鏡観察

Outline of Annual Research Achievements

いもち病菌は、根からハイフォポディア（HY）やPre infection hyphae（Pre-IH）を介して感染するが、この感染戦略におけるオートファジー（ATG）の重要性については明らかとされていない。根感染過程におけるATGの重要性を明らかとするため、Atg8:GFP-H1:RFPを用いてATGと核の挙動を経時的観察を行った結果、顕著なATGの誘導や核の分解は認められなかった。また、ATG欠損株を根に接種し、病徴観察と透過型電子顕微鏡解析を行った結果、ATG機構が欠損していても病原性を有することが明らかとなった。これらの結果から、ATG機構は、根感染を成立させる上で、必須でないことが明なった。また、Veneaultらによって ATG誘導は、細胞周期と関連性があることが示唆されてきた。そこで、細胞周期のどのチェックポイントが根感染に重要であるかを、各チェックポイントを阻害した変異体やS期阻害Hydroxy urea（HU）処理によって、調査した。まず、感染器官の分化を形態学的に解析した結果、G1期やS期を制御すると、Pre-IHの分化が著しく抑制されていた。さらに、S期を制御すると、核分裂は阻害され、隔壁が次々と形成されるため、核の無い細胞が形成されることが明らかとなった。また、HYとPre-IHの間には隔壁を伴うくびれが生じるという特徴があることから、S期制御による細胞骨格の局在性をアクチン結合性Gelsolin：GFP標識株を用いて調査した。その結果、HU無処理区ではHYとPre-IHの間にアクチンが集積するが、処理区では、特定の部位での集積は認められなかった。さらに、接種実験を行った結果、G1期やS期を阻害すると、病原性の著しい抑制が観察されたことから、根感染には、G1/S期のチェックポイントが重要であると考えられた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Polycationic ruthenium red is reactive with the extracellular matrix produced by plant pathogenic fungi. (2015)
  • Author(s): Ueno,S., Inoue,K., Ishii,H., Jiang,S., Adachi,Y., Kanematsu,S., Park,P., Ikeda,K.
  • Journal Title: Journal of Electron Microscopy Technology for Medicine and Biology Volume: 28 Pages: 47-53
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Partial inhibition of abscission layer formation caused by an interaction at two seed-shattering loci, sh4 and qSH3, in Asian wild rice, Oryza rufipogon (2015)
  • Author(s): Inoue,C., Htun,T. M., Inoue,K., Ikeda,K., Ishii,T., Ishikawa,R.
  • Journal Title: Genes and Genetic Systems Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulation of photochemical energy transfer accompanied by structural changes in thylakoid membranes of heat-stressed wheat. (2014)
  • Author(s): Marutani,Y., Yamauchi,Y., Miyoshi,A., Inoue,K., Ikeda,K., Mizutani,M., Sugimoto,Y
  • Journal Title: International Journal of Molecular Science Volume: 15 Issue: 12 Pages: 23042-23058
  • DOI: 10.3390/ijms151223042
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Durable and broad-spectrum disease protection measure against airborne phytopathogenic fungi by using the detachment action of gelatinolytic bacteria. (2014)
  • Author(s): Kitagawa, H., Shimoi, S., Inoue, K., Yamasaki, M., Park, P., Ikeda, K.
  • Journal Title: Biological Control Volume: 71 Pages: 1-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potentiation of mycovirus transmission by zinc compounds via attenuati on of heterogenic incompatibility in Rosellinia necatrix. (2013)
  • Author(s): Ikeda, K., Inoue. K., Kida, C., Uwamori, T., Sasaki, A., Kanematsu, S., Park, P.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 79 Pages: 3684-3691
  • Peer Reviewed
• [Presentation] furanone 合成酵素をコードするralA遺伝子は、青枯病菌のバイオフィルム形成に関与する (2015)
  • Author(s): 森 友花;大西秀幸;井上加奈子;池田健一;中屋敷均;木場章範;大西浩平;甲斐建次;曵地康史
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学（千代田区）
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] 青枯病菌のバイオフィルムの形成への菌体外多糖の関与 (2015)
  • Author(s): 森友花;東本周樹;井上加奈子;池田健一;中屋敷均;木場章範;大西浩平;曵地康史
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学（千代田区）
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] いもち病菌の根侵入において胞子内の核のS 期への導入が重要である (2015)
  • Author(s): 井上加奈子;中屋敷均;Miriam Oses-Ruiz;Wasin Sakulkoo;Talbot Nicholas;池田健一
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学（千代田区）
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] いもち病菌の根部感染過程にオートファジーは必須ではない (2015)
  • Author(s): 池田健一;井上加奈子;中屋敷均;Michael Kershaw;Nicholas Talbot
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学（千代田区）
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] 次世代シーケンサを用いた白紋羽病菌の細胞質不和合性反応における発現変動遺伝子の解析 (2015)
  • Author(s): 森田雄一;上森喬大;井上加奈子;中屋敷均;兼松聡子;池田健一
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学（千代田区）
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] 明所高温条件で誘導されるステート2によるPSII障害回避機構の解析 (2015)
  • Author(s): 丸谷曜子;山内靖雄;東山真理;秋本誠志;井上加奈子;池田健一;水谷正治;杉本幸裕
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 東京農業大学（世田谷区）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] 白紋羽病菌の和合性及び不和合性反応についての細胞学的・分子生物学的解析 (2014)
  • Author(s): 森田雄一;上森喬大;井上加奈子;中屋敷均;兼松聡子;池田健一
  • Organizer: 日本植物病理学
  • Place of Presentation: 富山大学（富山県）
  • Year and Date: 2014-09-27 – 2014-09-28
• [Presentation] 野生イネ(Oryza rufipogon)の遺伝的背景における種子脱粒性遺伝子座の相互作用と離層形態 (2014)
  • Author(s): 井上千鶴;Than Myint Htun;井上加奈子;池田健一;石井尊生;石川亮
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 南九州大学（宮崎県）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-28
• [Presentation] 光・温度条件の変化により形成されるPSI-LHCII超複合体の解析 (2014)
  • Author(s): 丸谷曜子;山内靖雄;井上加奈子;池田健一;水谷正治;杉本幸裕
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部会
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-19 – 2014-09-20
• [Presentation] トマト植物の細胞間隙に接する細胞表面で青枯病菌はバイオフィルムを形成する (2014)
  • Author(s): 森友花;井上加奈子;池田健一;中屋敷均;尾上孝利;木場章範;大西浩平;曳地康史
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] コムギの光化学系における高温耐性機構の解析：ステート遷移の誘導と超高速励起型PSI-LHCII複合体の形成 (2014)
  • Author(s): 丸谷曜子;山内靖雄;秋本誠志;井上加奈子;池田健一;水谷正治;杉本幸裕
  • Organizer: 日本光合成学会
  • Place of Presentation: 近畿大学（奈良県）
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] 植物病原糸状菌感染時において単子葉植物と双子葉植物で誘導されるパピラの形成機序に関する細胞学的比較解析 (2013)
  • Author(s): 井上加奈子
  • Organizer: 日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] Autophagy-inducing condition during infection process of Magnaporthe oryzae. (2013)
  • Author(s): Inoue Kanako
  • Organizer: 10^<th> International Congress of Plant Pathology
  • Place of Presentation: 北京, 中国
  • Year and Date: 2013-08-28
• [Presentation] Macroautophagy during appressorium morphogenesis in Magnaporthe oryzae. (2013)
  • Author(s): Inoue Kanako
  • Organizer: 6^<th> International Rice Blast Conference
  • Place of Presentation: チェジュ, 韓国
  • Year and Date: 2013-08-21