Harmonious mode of NO and reactive oxygen species action in defense responses in plants

• Project/Area Number: 18380032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: KAWKAKITA Kazuhito Nagoya University, 大学院・生命農学研究科, 教授 (90186065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TAKEMOTO Daigo 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (30456587) ; SONODA Masatoshi 千葉大学, 自然科学研究科, 助教 (70376367) ; 吉岡 博文 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (30240245)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥15,050,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2008: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2007: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 一酸化窒素 / 活性酸素種 / パーオキシナイトライト / 感染防御応答 / シグナル伝達 / ジャガイモ / ジャガイモ疫病菌 / ベンサミアナタバコ / NO / 植物 / 生体分子 / 活性酸素 / フリーラジカル / O_2^-生成NADPH酸化酵素 / NO合成酵素 / NO生成硝酸還元酵素

Research Abstract

病原体の感染に対する植物の防御応答において、細胞死を伴った一連の抵抗反応が誘導される。活性酸素と一酸化窒素(NO)は抵抗反応の誘導・増幅シグナルとして機能していると考えられ、植物体内でのそれらの生成系の解析を行った。また、スーパーオキシド(O2-)とNOとの反応物であるパーオキシナイトライト(ONOO-)が細胞死を誘導し、植物の基礎抵抗性に関与している可能性を示した。さらに細胞死を誘導するセラミド関連化合物を特定し、抵抗反応誘導機構の解明における有用性を示唆した。

Research Products

• [Journal Article] N, N-dimethylsphingosine, an inhibitor of sphingosine kinase, induce phytoalexin production and hypersensitive cell death of Solanaceae plants without production of reactive oxygen species (2009)
  • Author(s): Uruma, S., Shibata, Y., Takemoto, D., and Kawakita, K
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of NbNOA1 in NO production and defense responses in INF1-treated Nicotiana benthamiana (2008)
  • Author(s): Kato, H., Asai, S., Yamamoto-Katou, A., Yoshioka, H., Doke, N. and Kawakita, K
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol 74 Pages: 15-23
  • NAID: 10029715280
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of NbNOAl in NO production and defence responses in INF1-treated Nicotiana benthamiana. (2008)
  • Author(s): Kato, H.
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol. 74 Pages: 15-23
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid and dynamic subcellular reorganaization following mechanical stimulation of Arabidopsis epidermal cells mimics responded to fungal and oomycete attack. (2008)
  • Author(s): Hardham. A. R.
  • Journal Title: BMC Plant Biology 8 Pages: 63-63
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NoxA activation by the small GTPase RacA is required to maintain a mutualistic association between Epichloe festucae and perennial ryegrass. (2008)
  • Author(s): Tanaka, A.
  • Journal Title: Molecular Microbiology 68 Pages: 1165-1178
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of NbNOA1 in NO production and defense responses in INF1-treated Nicotiana benthamiana. (2008)
  • Author(s): Kato, T.
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol. 74 Pages: 15-23
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcium-dependent protein kinase regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase (2007)
  • Author(s): Kobayashi, M. Ohura, I., Kawakita, K.,Yokota, N., Fujiwara, M., Shimamoto, K., Doke, N. and Yoshioka, H
  • Journal Title: Plant Cell 19 Pages: 1065-1080
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of mitogen- activated protein kinase in the induction of genes for StrbohC and StrbohD in response to pathogen signals in the potato (2007)
  • Author(s): Yamamizo, C. Doke, N., Yoshioka, H. and Kawakita, K
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol 73 Pages: 304-313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NADPH oxidases in fungi : diverse roles of reactive oxygen species in fungal cellular differentiation (2007)
  • Author(s): Takemoto, D., Tanaka, A. and Scott, B
  • Journal Title: Fungal Genet. Biol 44 Pages: 1065-1076
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcium-dependent protein kinase regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase (2007)
  • Author(s): Kobayashi, M.
  • Journal Title: Plant Cell 19 Pages: 1065-1080
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcium-dependent protein kinases regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase. (2007)
  • Author(s): Kobayashi, M.
  • Journal Title: Plant Cell (印刷中)
• [Journal Article] Involvement of mitogen-activated protein kinase in the induction of genes for StrbohC and StrbohD in response to pathogen signals in the potato (2007)
  • Author(s): Yamamizo, C.
  • Journal Title: J. Gen. Plant Pathol. (印刷中)
• [Journal Article] Subcellular localization of Strboh proteins and NADPH -dependent O_2^-generating activity in potato tuber tissues (2006)
  • Author(s): Kobayashi, M., Kawakita, K., Maeshima, M., Doke, N., and Yoshioka H
  • Journal Title: J. Exp. Bot 57 Pages: 1373-1379
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitrate reductase is responsible for elicitin-induced nitric oxide production in Nicotiana benthamiana (2006)
  • Author(s): Yamamoto-Katou, A., Katou, S., Yoshioka, H., Doke, N.,and Kawakita, K
  • Journal Title: Plant Cell Physiol 47 Pages: 726-735
  • NAID: 10017602140
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rewiring mitogen- activated protein kinase cascade by positive feedback confers potato blight resistance (2006)
  • Author(s): Yamamizo, C., Kuchimura, K., Kobayashi, A., Katou, S., Kawakita, K., Jones, J.D.G.., Doke N. and Yoshioka, H
  • Journal Title: Plant Physiol 140 Pages: 681-692
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peroxynitrite generation and tyrosine nitration in defense responses in tobacco BY-2 cells (2006)
  • Author(s): Saito, S., Yamamoto-Katou, A., Yoshioka, H., Doke, N., and Kawakita, K
  • Journal Title: Plant Cell Physiol 47 Pages: 689-697
  • NAID: 10017601957
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ジャガイモ葉におけるS-ニトロソ化され得るタンパク質の特定 (2009)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • Author(s): 樹神博士
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] ジャガイモ疫病菌に対するベンサミアナタバコ植物の防御応答におけるサリチル酸およびエチレンの関与 (2009)
  • Author(s): 柴田裕介
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] ジャガイモ葉におけるS-ニトロソ化され得るタンパク質の特定 (2009)
  • Author(s): 加藤 大明
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市 山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO^-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • Author(s): 樹神 博士
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市 山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] ジャガイモ疫病菌に対するベンサミアナタバコ植物の防御応答におけるサリチル酸およびエチレンの関与 (2009)
  • Author(s): 柴田 裕介
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市 山形大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 牧草共生菌Epichloe festucaeの共生確立に必要な活性酸素生成酵素の新たな制御因子の単離 (2009)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市山形大学
  • Year and Date: 2009-03-26
• [Presentation] ジャガイモ葉におけるS-ニトロソ化され得るタンパク質の探索 (2009)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • Author(s): 樹神博士
  • Organizer: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] N, N-ジメチルスフィンゴシンは活性酸素を介さずに植物の防御応答を誘導する (2009)
  • Author(s): 柴田裕介
  • Organizer: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO^-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • Author(s): 樹神 博士
  • Organizer: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市・名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] Isolation of new components of the Epichloe festucae NADPH oxidase complex (2009)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 25th Fungal Genetic Conference
  • Place of Presentation: Asilomar Conference Center, CA, USA
  • Year and Date: 2009-03-20
• [Presentation] Bem1 and Cdc24 : additional components of the Epichloe festucae NADPH oxidase comples? (2009)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 25th Fungal Genetic Conference
  • Place of Presentation: Asilomar Conference Center, CA, USA
  • Year and Date: 2009-03-20
• [Presentation] 牧草共生糸状菌の共生確立機構-活性酸素生成の役割について (2008)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 平成20年度 植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 茨城県久慈郡余暇活用センター
  • Year and Date: 2008-08-09
• [Presentation] Identification of new components of fungal NADPH oxdase complex in the endophytic fungus Epichloe festucae (2008)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: Cellular and Molecular Fungal Biology Conference
  • Place of Presentation: Holderness School, Holderness, NH, USA
  • Year and Date: 2008-07-01
• [Presentation] 植物の感染応答における活性酸素および活性窒素生成 (2008)
  • Author(s): 川北一人
  • Organizer: 第61回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都府京都市国立京都国際会館
  • Year and Date: 2008-06-19
• [Presentation] 牧草共生糸状菌の共生確立における活性酸素の役割 (2008)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 第61回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都府京都市国立京都国際会館
  • Year and Date: 2008-06-19
• [Presentation] 牧草共生糸状菌Epichloe festucaeの共生確立における活性酸素生成の役割 (2008)
  • Author(s): 竹本 大吾
  • Organizer: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第24回学術講演会および総会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市神戸大学
  • Year and Date: 2008-05-18
• [Presentation] ジャガイモ植物におけるセラミド関連化合物の抵抗反応誘導活性 (2008)
  • Author(s): 閏間貞雄
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 島根県松江市くにびきメッセ
  • Year and Date: 2008-04-27
• [Presentation] 植物の感染応答におけるNO生成 (2008)
  • Author(s): 川北一人
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2008-03-20
• [Presentation] 植物の感染応答におけるNO生成 (2008)
  • Author(s): 川北 一人
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2008-03-20
• [Presentation] Dynamic subcellular responses in plants during interactions with fungal and oomycete pathogens (2007)
  • Author(s): 竹本大吾
  • Organizer: Workshop "Dynamics of biological networks in and around plant cells"
  • Place of Presentation: Kobe University, Kobe
  • Year and Date: 2007-10-31
• [Presentation] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答におけるNO生成関連因子NbNOA-1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 岐阜県岐阜市岐阜大学
  • Year and Date: 2007-10-07
• [Presentation] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答におけるNO生成関連因子NbNOA1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤 大明
  • Organizer: 日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 岐阜大学応用生物科学部
  • Year and Date: 2007-10-06
• [Presentation] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 京都府京都市京都府立大学
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤 大明
  • Organizer: 植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 京都府立大学大学会館
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] Involvement of NO in plant defense responses and role of nitrate reductase in NO production (2007)
  • Author(s): 川北一人
  • Organizer: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] Calcium-dependent protein kinases regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase (2007)
  • Author(s): 小林光智衣
  • Organizer: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] Involvement of NO in plant defense responses and role of nitrate reductase in NO production. (2007)
  • Author(s): 川北 一人
  • Organizer: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] Calcium-dependent protein kinases regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase. (2007)
  • Author(s): 小林 光智衣
  • Organizer: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] タバコ植物の防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 日本NO学会学術集会
  • Place of Presentation: 滋賀県大津市滋賀県立県民交流センター
  • Year and Date: 2007-05-17
• [Presentation] タバコ植物の防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • Author(s): 加藤 大明
  • Organizer: 日本NO学会学術集会
  • Place of Presentation: 滋賀県立県民交流センター
  • Year and Date: 2007-05-17
• [Presentation] Calcium-dependent protein kinases regulate the oxidative burst produced by the plant NADPH oxidase. Meiji University International (2007)
  • Author(s): 小林光智衣
  • Organizer: Symposium "Plant Immunity : From MAMPs/PAMPs Recognition to Gene-for-Gene Resistance"
  • Place of Presentation: Meiji University, Tokyo
  • Year and Date: 2007-03-12
• [Presentation] ベンサミアナタバコ植物でのNO生成におけるNbNOS1の関与 (2006)
  • Author(s): 加藤大明
  • Organizer: 平成18年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 京都府京都市京都大学
  • Year and Date: 2006-10-28
• [Presentation] ジャガイモファイトアレキシン合成遺伝子プロモータの制御機構の解析 (2006)
  • Author(s): 山溝千尋
  • Organizer: 平成18年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 京都府京都市京都大学
  • Year and Date: 2006-10-28
• [Presentation] ジャガイモファイトアレキシン合成遺伝子プロモータの制御機構の解析 (2006)
  • Author(s): 山溝千尋
  • Organizer: 感染生理談話会
  • Place of Presentation: 島根県松江市松江テレサ
  • Year and Date: 2006-08-18
• [Presentation] CDPKはNADPHオキシダーゼを活性化する (2006)
  • Author(s): 小林光智衣
  • Organizer: 感染生理談話会
  • Place of Presentation: 島根県松江市松江テレサ
  • Year and Date: 2006-08-18
• [Book] エリシターの受容とオキシダティブバーストの分子機構とその機能, 微生物の病原性と植物の防御応答. 上田一郎編著 (2007)
  • Author(s): 道家紀志・川北一人・吉岡博文
  • Publisher: 北海道大学出版会
• [Book] 植物の感染応答因子としてのNO病原体の寄生戦略と植物の応答. 荒瀬榮・上野誠編 (2006)
  • Author(s): 川北一人・山本(加藤)文子・齋藤修・加藤新平・加藤大明・浅井秀太・樹神博士・吉岡博文・道家紀志
  • Publisher: 日本植物病理学会
• [Book] 植物の生体防御. 実験免疫学ハンドブック, 中島泉編 (2006)
  • Author(s): 川北一人
  • Publisher: 名古屋大学出版会
• [Book] 植物の感染応答因子としてのNO pp.11-22. (2006)
  • Author(s): 川北 一人
  • Total Pages: 167
  • Publisher: 日本植物病理学会
• [Remarks]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~byori/papers.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~byori/papers.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~byori/papers.html