Characterization of sheath blight-resistant mechanisms using Brachypodium distachyon

• Project/Area Number: 16H07452
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant protection science
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Kouzai Yusuke 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50783502)
• Research Collaborator: Mochida Keiichi 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960) ; ONDA Yoshihiko 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (50547073) ; SHIMIZU Minami 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, テクニカルスタッフ ; UEHARA Yukiko 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, テクニカルスタッフ ; INOUE Komaki 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, テクニカルスタッフ ; NOUTOSHI Yoshiteru 岡山大学, 大学院・環境生命科学研究科, 准教授 (70332278)
• Project Period (FY): 2016-08-26 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 紋枯病 / 病害抵抗性 / ミナトカモジグサ / Rhizoctonia solani / トランスクリプトーム解析 / QTL解析 / トランスクリプトーム / 植物病理 / 抵抗性

Outline of Final Research Achievements

Sheath blight, caused by the soil-born fungus Rhizoctonia solani, is a major disease of rice. We previously identified sheath blight-resistant natural accessions of the small grass plant Brachypodium distachyon. In this study, we characterized these accessions and searched for the candidate genes that confer sheath blight resistance. A sheath blight-resistant accession, Bd3-1, suppressed the infection process of R. solani and activated salicylic acid-dependent immunity at an early stage of infection. Moreover, we identified eight candidate genes that might confer sheath blight resistance based on the QTL analysis using recombinant inbred lines between Bd3-1 and a sheath-blight susceptible accession, Bd21.

Research Products

• [Journal Article] Salicylic acid‐dependent immunity contributes to resistance against Rhizoctonia solani, a necrotrophic fungal agent of sheath blight, in rice and Brachypodium distachyon (2018)
  • Author(s): Kouzai, Y. et al.
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 217 Issue: 2 Pages: 771-783
  • DOI: 10.1111/nph.14849
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 草本系バイオマス増産のためのゲノム育種基盤 (2017)
  • Author(s): 持田恵一、香西雄介、恩田義彦
  • Journal Title: アグリバイオ Volume: 1 Pages: 1314-1317
  • NAID: 40021807953
• [Presentation] 抵抗性と罹病性のミナトカモジグサへの紋枯病菌感染時のトランスクリプトーム比較解析 (2018)
  • Author(s): 香西雄介、能年義輝、井上小槙、恩田義彦、持田恵一
  • Organizer: 平成30年度日本植物病理学会
• [Presentation] Screening of sheath blight resistant accessions in Brachypodium distachyon (2017)
  • Author(s): Kouzai Y, Onda Y, Mochida K, Noutoshi Y
  • Organizer: 第58回日本植物病理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 小型草本モデル植物ミナトカモジグサを用いた紋枯病抵抗性系統の探索とその特徴付け (2017)
  • Author(s): 香西雄介、持田恵一、恩田義彦、能年義輝
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会
• [Presentation] Expression profiling of marker genes for defense-associated phytohormones in Brachypodium distachyon highlights its similar immune systems to rice (2017)
  • Author(s): Yusuke Kouzai
  • Organizer: The 3rd International Bracypodium Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ミナトカモジグサにおける植物免疫ホルモン応答性マーカー遺伝子の同定と発現プロファイルの解析 (2016)
  • Author(s): 香西雄介, 山中由利恵, 渡邉恵, 木村麻美子, 松井英譲, 山本幹博, 一瀬勇規, 豊田和弘, 恩田 義彦, 持田恵一, 能年義輝
  • Organizer: 平成28年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター
  • Year and Date: 2016-09-29