Regulation of tissue-specific nonhost resistance by the circadian clock in plants
| Project/Area Number |
19K06057
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲下 英雄 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70280724)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | シロイヌナズナ / イネいもち病菌 / 非宿主抵抗性 / 組織特異性 / 概日時計 / CCA1 / 時間特異性 |
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| Outline of Research at the Start |
植物の概日時計システムは、外部環境の変化に応答して時刻を調節する「入力系」、その情報を処理する概日時計、そして時刻情報をさまざまな生理現象として表現する「出力系」により構成されており、組織特異的にさまざまな生理応答を制御している。
しかし、非宿主抵抗性を制御する概日時計システムの組織特異性ならびに「入力系」および「出力系」については、ほとんどわかっていない。
本研究では、シロイヌナズナの概日時計による組織特異的な非宿主抵抗性制御機構を概日時計と「出力系」との関連から明らかにしていく。
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| Outline of Final Research Achievements |
Nonhost resistance (NHR) is the most robust and durable resistance in plants, but its spatiotemporal regulation is poorly understood. The circadian clock functions in a tissue-specific manner and regulates individual physiological processes in plants. Using mutant and RNA-seq analyses, we revealed a role of CCA1 in tissue-specific and time-of-day-specific regulation of NHR to Pyricularia oryzae in Arabidopsis. Targeted perturbation of CCA1 function in epidermis compromised time-of-day-specific regulation of NHR to P. oryzae in Arabidopsis. RNA-seq analysis showed that P. oryzae inoculation alters the transcriptome in pen2 plants and identified PMR5 as a candidate gene of direct targets of CCA1. Time-of-day-specific penetration resistance to P. oryzae was reduced in Arabidopsis pen2 pmr5 mutant plants. These findings suggest that epidermal CCA1 and PMR5 contribute to the establishment of time-of-day-specific NHR to P. oryzae in Arabidopsis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性においては、概日時計CCA1が葉の表皮細胞特異的にPMR5 遺伝子の発現を制御することにより非宿主抵抗性を組織特異的かつ時間特異的に制御していることが示唆された。この成果は、時刻および植物組織を選んで植物防除の効果を最大限引き出す技術（組織特異的な概日時計を標的とした農薬の開発および遺伝子組み換え作物の創出等）の開発につながると期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Tryptophan-derived metabolites and BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1-ASSOCIATED RECEPTOR KINASE 1 separately contribute to Arabidopsis postinvasive immunity against Alternaria brassicicola2021
Author(s)
Ayumi Kosaka, Marta Pastorczyk, Mariola Pislewska-Bednarek, Takumi Nishiuchi, Erika Ono, Haruka Suemoto, Atsushi Ishikawa, Henning Frerigmann, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Pawel Bednarek, Yoshitaka Takano
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 1488-1488
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] bak1-5 mutation uncouples tryptophan-dependent and independent postinvasive immune pathways triggered in Arabidopsis by multiple fungal pathogens2020
Author(s)
Ayumi Kosaka, Marta Pastorczyk, Mariola Pislewska-Bednarek, Takumi Nishiuchi, Haruka Suemoto, Atsushi Ishikawa, Henning Frerigmann, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Pawel Bednarek, Yoshitaka Takano
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Journal Title
DOI
Related Report
Open Access
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