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Molecular mechanism of broad-spectrum disease and insect resistance in plants

Research Project

Project/Area Number 20H02953
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

Mori Masaki  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 再雇用職員 (50192779)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Ivan Galis  岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (90360502)
野村 崇人  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
井上 晴彦  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (10435612)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywordsイネ / 病害抵抗性 / 虫害抵抗性 / ファイトアレキシン / 活性酸素 / 花 / シトクロームP450 / シグナル伝達
Outline of Research at the Start

我々がイネより見出したBSR1、BSR2は、それぞれ高発現することにより、イネのみならず双子葉植物においても糸状菌病と細菌病の両方に抵抗性を付与可能な、稀有な免疫因子である。本研究ではBSR1、BSR2による広範な抵抗性付与の分子メカニズムを解明する。本研究は植物免疫機構の理解に新しい視点を与えるだけなく、農業現場で実用可能な広範な病虫害に対する抵抗性作物の作出・展開に向けた基盤となる。

Outline of Final Research Achievements

We showed that overexpression of the rice disease-resistance gene BSR1 confers resistance to a wide range of diseases and an insect. BSR1 is involved in the plant disease recognition and response signaling pathways, and factors upstream and downstream of the signaling pathway were identified. In addition, we showed that overexpression of BSR2, another rice disease resistance gene, confers resistance not only to rice, but also to tomato and torenia, and presented our findings in papers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

BSR1は受容体様細胞質リン酸化酵素(RLCK)に分類されるが、虫害シグナル伝達にRLCKが関与していることを示す報告は、単子葉植物では本研究が初めてである。また、RLCKの高発現が虫害抵抗性をもたらすことを示したのも、本研究が初めてである。一方BSR2は病害抵抗性のみならず花を大きくする性質もあるので、農業上有用性が期待される。本成果は農業現場でBSR1、BSR2を利用する上での基盤となる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Enhanced Resistance to Fungal and Bacterial Diseases Due to Overexpression of BSR1, a Rice RLCK, in Sugarcane, Tomato, and Torenia2023

    • Author(s)
      Maeda Satoru、Ackley Wataru、Yokotani Naoki、Sasaki Katsutomo、Ohtsubo Norihiro、Oda Kenji、Mori Masaki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 3644-3644

    • DOI

      10.3390/ijms24043644

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overexpression of Rice BSR2 Confers Disease Resistance and Induces Enlarged Flowers in Torenia fournieri Lind2022

    • Author(s)
      Maeda Satoru、Sasaki Katsutomo、Kaku Hisatoshi、Kanda Yasukazu、Ohtsubo Norihiro、Mori Masaki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 9 Pages: 4735-4735

    • DOI

      10.3390/ijms23094735

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rice diterpenoid phytoalexins are involved in defence against parasitic nematodes and shape rhizosphere nematode communities2022

    • Author(s)
      Desmedt Willem、Kudjordjie Enoch Narh、Chavan Satish Namdeo、Zhang Juan、Li Riqing、Yang Bing、Nicolaisen Mogens、Mori Masaki、Peters Reuben J.、Vanholme Bartel、Vesterg?rd Mette、Kyndt Tina
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: - Issue: 3 Pages: 1231-1245

    • DOI

      10.1111/nph.18152

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Overexpressed BSR1-Mediated Enhancement of Disease Resistance Depends on the MAMP-Recognition System2020

    • Author(s)
      Kanda Yasukazu、Nishizawa Yoko、Kamakura Takashi、Mori Masaki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Issue: 15 Pages: 5397-5397

    • DOI

      10.3390/ijms21155397

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhanced resistance to fungal and bacterial diseases in tomato and Arabidopsis expressing BSR2 from rice2020

    • Author(s)
      Maeda Satoru、Yokotani Naoki、Oda Kenji、Mori Masaki
    • Journal Title

      Plant Cell Reports

      Volume: 39 Issue: 11 Pages: 1493-1503

    • DOI

      10.1007/s00299-020-02578-0

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新規植物病害抵抗性誘導剤UT34のアブラナ科作物及びイネでの効果及び抵抗性誘導機構2023

    • Author(s)
      森 昌樹1、鎌倉 寿恵1、神田 恭和1、加来 久敏1、西ヶ谷 有輝2、仲下 英雄3、浅見 忠男4、井上 晴彦1
    • Organizer
      日本農薬学会第48回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ナス科作物の地上部及び根部の病害に対する新規植物病害抵抗性誘導剤UT34の効果2023

    • Author(s)
      田中 智也1、藤田 萌香 1、成田 楓都1、日比野 夏月1、草島 美幸2、西ケ谷 有輝3、森 昌樹4、井上 晴彦4、浅見 忠男2、仲下 英雄1
    • Organizer
      日本農薬学会第48回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イネ複合病害抵抗性遺伝子BSR1の過剰発現は植食性昆虫に対するファイトアレキシン蓄積および抵抗性を向上させる2023

    • Author(s)
      神田 恭和 1, 2, 新屋 友規 3, 前田 哲 1, Mujiono Kadis 3, 北條優子 3, 富田啓介 4, 岡田 憲典 4, 鎌倉 高志 2, Galis Ivan 3, 森 昌樹 1, 2
    • Organizer
      令和5年度日本植物病理学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Conferring broad-spectrum disease resistance by potentiating plant signal transduction2022

    • Author(s)
      Masaki Mori
    • Organizer
      The 4th Wuhan International Symposium on Biological Signal Transduction
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 新規植物病害抵抗性誘導剤UT34のアブラナ科作物及びイネでの効果及びジャスモン酸依存性2022

    • Author(s)
      森 昌樹1、鎌倉 寿恵1、神田 恭和1、加来 久敏1、西ヶ谷 有輝2、仲下 英雄3、浅見 忠男4、井上 晴彦1
    • Organizer
      植物化学調節学会第 57 回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規植物病害抵抗性誘導剤UT34のナス科作物の地上部及び根部の病害に対する効果2022

    • Author(s)
      田中 智也1、藤田 萌香 1、成田 楓都1、日比野 夏月1、草島 美幸2、西ケ谷 有輝3、森 昌樹4、井上 晴彦4、浅見 忠男2、仲下 英雄1
    • Organizer
      植物化学調節学会第 57 回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 吸汁性昆虫によるイネへの吸汁加害とモミラクトンの関係2022

    • Author(s)
      宮崎 翔1、森 昌樹2、岡田 憲典3
    • Organizer
      植物化学調節学会第 57 回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イネ複合病害抵抗性遺伝子BSR1は食害昆虫に対する防御応答にも関与する2022

    • Author(s)
      神田 恭和, 新屋友規、前田哲、Galis Ivan、鎌倉高志、森 昌樹
    • Organizer
      日本植物病理学会大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ストリゴラクトンシグナル伝達による病害誘導性機構の 解析2022

    • Author(s)
      髙木 光佑,伊藤 瑛子,前田 哲,草島 美幸,藤田 萌香, 仲下 英雄,森 昌樹,浅見 忠男,中村 英光
    • Organizer
      日本農芸化学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アシルスペルミジンがシロイヌナズナの病害抵抗性に及ぼす影響の解析2021

    • Author(s)
      草島 美幸,高橋 郁夫,仲下 英雄,森 昌樹,西ケ谷 有輝,浅見 忠男
    • Organizer
      植物化学調節学会第 56 回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] BSR1高発現により生じる病害抵抗性の増強にOsCERK1が必要である2021

    • Author(s)
      神田 恭和 , 井上晴彦 , 西澤 洋子, 鎌倉 高志, 森 昌樹
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] イネプロテインキナーゼBSR1の過剰発現が付与する複合病害抵抗性はMAMP受容体OsCERK1を介している2021

    • Author(s)
      神田 恭和 , 井上晴彦 , 西澤 洋子, 鎌倉 高志, 森 昌樹
    • Organizer
      日本植物病理学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] バイオスティミュラントハンドブック(「根圏のストレス応答に関わる植物ホルモン」の項目を担当)2022

    • Author(s)
      伊藤晋作、森昌樹、浅見忠男
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437695
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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