花葉化の分子機構の解明と育種素材への展開

• Project/Area Number: 13J07292
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 姫野 未紗子 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 植物病原細菌

Outline of Annual Research Achievements

ファイトプラズマは、形態異常を伴うユニークな病徴を引き起こすという特徴がある。特に花器官の葉化症状は、ファイトプラズマ独自の病徴であり、この病徴を呈した植物は、かつては珍重され品種として市場に出回るほど鑑賞的価値が高かった。しかしながら、葉化症状の誘導に関わる分子メカニズムは謎に包まれたままであった。本研究は、ファイトプラズマが引き起こす花器官の葉化症状には、ファイトプラズマより分泌される『葉化因子』が関与しているとの推測のもと、葉化因子を同定するとともに病徴発現に至る分子メカニズムの全容解明を目的とした。当該年度は、葉化因子と直接相互作用する植物因子を探索した。その結果、葉化因子が植物の花成に関与するある特定のMADS-box転写因子群と結合することを明らかにし、さらに、分解や発現変動といった影響を引き起こすことを明らかにした。花成に関与するMADS-box転写因子は、その機能が阻害されることで葉化を引き起こすことが知られており、葉化因子は直接その因子をターゲットにすることで効果的に花形成プロセスを阻害し葉化を引き起こしていると考えられた。
以上より、ファイトプラズマが葉化症状を引き起こす際のファイトプラズマ側および宿主植物側のメカニズムが明らかになった。さらに、葉化因子の導入または、特定のMADS-box転写因子の機能阻害によって花葉化を引き起こすことで新たな園芸品種の開発につながると考えられた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Degradation of class E MADS-domain transcription factors in Arabidopsis by a phytoplasmal effector, phyllogen. (2015)
  • Author(s): Maejima K., Kitazawa Y., Tomomitsu T., Yusa A., Neriya Y., Himeno M., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 10 Issue: 8 Pages: e1042635-e1042635
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1042635
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional characterization of the principal sigma factor RpoD of phytoplasmas via an in vitro transcription assay. (2015)
  • Author(s): Miura C., Komatsu K., Maejima K., Nijo T., Kitazawa Y., Tomomitsu T., Yusa A., Himeno M., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Issue: 1 Pages: 11893-11893
  • DOI: 10.1038/srep11893
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The phytoplasmal virulence factor TENGU causes plant sterility by downregulating of the jasmonic acid and auxin pathways. (2014)
  • Author(s): Minato, N., Himeno, M., Hoshi, A., Maejima, K., Komatsu, K., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Yusa, A., Yamaji, Y., Oshima, K., Kamiya, Y. & Namba, S.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep07399
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Onion yellow phytoplasma P38 protein plays a role in adhesion to the hosts. (2014)
  • Author(s): Neriya Y., Maejima K., Nijo T., Tomomitsu T., Yusa A., Himeno M., Netsu O., Hamamoto H., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: FEMS Microbiology Letters Volume: 361 Issue: 2 Pages: 115-122
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12620
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Recognition of floral homeotic MADS-domain transcription factors by a phytoplasmal effector, phyllogen, induces phyllody (2014)
  • Author(s): Maejima K., Iwai R., Himeno M., Komatsu K., Kitazawa Y., Fujita N., Ishikawa K., Fukuoka M., Minato N., Yamaji Y., Oshima K., Namba S
  • Journal Title: The Plant J Volume: 78 Issue: 4 Pages: 541-554
  • DOI: 10.1111/tpj.12495
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Purple top symptoms are associated with reduction of leaf cell death in phytoplasma-infected plants. (2014)
  • Author(s): Himeno M., Kitazawa Y., Yoshida T., Maejima K., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4:4111 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of an on-site plum pox virus detection kit based on immunochromatography. (2014)
  • Author(s): Maejima K., Himeno M., Netsu O., Ishikawa K., Yoshida T., Fujita N., Hashimoto M., Komatsu K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 80 Issue: 2 Pages: 176-183
  • DOI: 10.1007/s10327-014-0504-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The alteration of plant morphology by small peptides released from the proteolytic processing of the bacterial peptide, TENGO. (2013)
  • Author(s): Sugawara, K., Honma, Y., Komatsu, K., Himeno, M., Oshima, K., Namba, S.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 162 Issue: 4 Pages: 2005-2014
  • DOI: 10.1104/pp.113.218586
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ファイトプラズマ感染植物におけるアントシアニン類の細胞死抑制への関与 (2015)
  • Author(s): 姫野未紗子・遊佐礼・煉谷裕太朗・前島健作・山次康幸・大島研郎・難波成任
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会第42回学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-22
• [Presentation] パープルトップ症状はファイトプラズマ感染による細胞死の誘導を抑制する (2015)
  • Author(s): 姫野未紗子・友光・遊佐礼・北沢優悟・煉谷裕太朗・前島健作・大島研郎・難波成任
  • Organizer: 日本植物病理学会創立100周年記念大会（平成27年度大会）
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] ファイトプラズマ感染が引き起こすパープルトップ症状は宿主のアントシアニン生合成経路に依存する (2014)
  • Author(s): 姫野未紗子・北沢優悟・吉田哲也・三浦千裕・前島健作・大島研郎・難波成任
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 2014-06-02
• [Presentation] ファイトプラズマ感染によるパープルトップ症状誘導メカニズムに関する解析 (2014)
  • Author(s): 姫野未紗子、北沢 優悟、吉田 哲也、遊佐 礼、宮崎 彰雄、煉谷裕太朗、前島健作、大島研郎、難波成任
  • Organizer: 平成26年度日本マイコプラズマ学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-05-22
• [Presentation] ファイトプラズマ病の病徴発現に関わるシグナルネットワーク (2013)
  • Author(s): 姫野未紗子
  • Organizer: 平成25年度日本植物病理学会関東部会若手の会
  • Place of Presentation: 法政大学 (東京都千代田区)
  • Year and Date: 2013-09-13
  • Invited
• [Presentation] ファイトプラズマが引き起こす花の形態異常と宿主植物の遺伝子発現変動 (2013)
  • Author(s): 姫野未紗子、吉田哲也、大島研郎、難波成任
  • Organizer: 平成25年度感染生理談話会
  • Place of Presentation: 石川県小松市
  • Year and Date: 2013-08-20