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Analysis of Colletotrichum fungi recognition systems consisting of dual resistance protein

Research Project

Project/Area Number 20K05967
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research Institution岡山県農林水産総合センター生物科学研究所

Principal Investigator

Narusaka Yoshihiro  岡山県農林水産総合センター生物科学研究所, その他部局等, 専門研究員 (20335459)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords抵抗性タンパク質 / 抵抗性遺伝子 / Rタンパク質 / R-遺伝子 / AVRエフェクター / アブラナ科野菜類炭疽病菌 / シロイヌナズナ / 植物免疫 / 抵抗性蛋白質 / アブラナ科炭疽病菌 / 炭疽病菌 / エフェクター / デコイモデル / 遺伝子対遺伝子説
Outline of Research at the Start

植物は病気から身を守るため、病原体が分泌するAVRエフェクターを抵抗性(R)蛋白質により認識して病原体の存在を感知し、病原体に対する抵抗性を発揮している。本研究では、独自に発見した炭疽病菌を認識する複数のR蛋白質に着目し、機能未知のR遺伝子RCH1の同定と本蛋白質が認識するAVRエフェクターの特定、RCH1の破壊植物の作製と本R蛋白質の抵抗性における役割および貢献度を解明する。以上により、宿主植物―病原体間の適応共進化を分子レベルで解明し、世界中で猛威を振るう炭疽病に対する抵抗性作物の創製に寄与する。

Outline of Final Research Achievements

Plants recognize pathogen attacks by AVR effectors secreted by pathogens through resistance (R) proteins. Recently, we identified two sets of resistance (R-) genes within the genome of Arabidopsis thaliana, which trigger defense responses against the fungal pathogen Colletotrichum higginsianum. These genes consist of RPS4/RRS1, a dual R-gene locus situated on chromosome 5, and RCH1 located on chromosome 4. Each of these proteins independently confers resistance to anthracnose. On the other hand, the RCH1 protein discovered in this study lacks the typical domain structure found in known R proteins. Future research characterizing RCH1 may provide further insight into disease control strategies against anthracnose.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シロイヌナズナは世界で最も研究が進んだモデル植物であり、多種多様なリソースと豊富な技術、情報が蓄積されている。このためシロイヌナズナを活用すれば、有用遺伝子の探索と機能解明を迅速に進めることができる。そしてその成果をゲノム編集技術などを介して産業植物に適用することにより、革新的な農業技術の開発につなげることが可能である。そこで研究代表者は、作物に重篤な病害を引き起こす炭疽病菌に対する防御機構を解明するため、シロイヌナズナを対象とした分子レベルの研究を進めてきた。本研究により、宿主植物-病原体間の適応共進化を分子レベルで解明し、世界中で猛威を振るう炭疽病に対する抵抗性作物の創製に寄与する。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Telomeres and a repeat‐rich chromosome encode effector gene clusters in plant pathogenicColletotrichumfungi2021

    • Author(s)
      Gan Pamela、Hiroyama Ryoko、Tsushima Ayako、Masuda Sachiko、Shibata Arisa、Ueno Akiko、Kumakura Naoyoshi、Narusaka Mari、Hoat Trinh Xuan、Narusaka Yoshihiro、Takano Yoshitaka、Shirasu Ken
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: - Issue: 10 Pages: 6004-6018

    • DOI

      10.1111/1462-2920.15490

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Conserved Colletotrichum spp. Effector Candidate CEC3 Induces Nuclear Expansion and Cell Death in Plants2021

    • Author(s)
      Tsushima Ayako、Narusaka Mari、Gan Pamela、Kumakura Naoyoshi、Hiroyama Ryoko、Kato Naoki、Takahashi Shunji、Takano Yoshitaka、Narusaka Yoshihiro、Shirasu Ken
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.682155

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] デュアル抵抗性タンパク質システムによる革新的作物保護技術の開発2020

    • Author(s)
      鳴坂真理, 鳴坂義弘
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 4(8) Pages: 55-57

    • NAID

      40022338367

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] バイオスティミュラントはどのように植物保護に貢献できるか?2022

    • Author(s)
      鳴坂真理、鳴坂義弘
    • Organizer
      日本農薬学会第47回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Guanosine-specific single-stranded ribonuclease effectors of a phytopathogenic fungus potentiate host immune responses2022

    • Author(s)
      Naoyoshi Kumakura, Suthitar Singkaravanit-Ogawa, Pamela Gan, Ayako Tsushima, Nobuaki Ishihama, Shunsuke Watanabe, Mitsunori Seo, Shintaro Iwasaki, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Yoshitaka Takano, Ken Shirasu
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] トマト葉緑体シグマ因子相互作用タンパク質SIGMA FACTOR-BINDING PROTEIN 1のゲノム編集技術による改変と機能解析2022

    • Author(s)
      安達凜奈、宇津木一陽、鳴坂真理、鳴坂義弘、刑部敬史、刑部祐里子
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
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  • [Presentation] ナノ粒子を用いた新規抵抗性誘導剤の開発2021

    • Author(s)
      鳴坂義弘、飛永恭兵、山口賢人、北川隆啓、斉藤太香雄、吉岡美樹、吉岡博文、鳴坂真理
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会関西部会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 病原菌に応答したベンサミアナタバコにおけるSAおよびJAシグナルの時空間的動態2021

    • Author(s)
      吉岡美樹、荒川花子、西内沙希、鳴坂義弘、鳴坂真理、北川隆啓、斉藤太香雄、安達広明、吉岡博文
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会関西部会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 環境にやさしい革新的病害防除法の開発2020

    • Author(s)
      鳴坂義弘
    • Organizer
      「知」の集積と活用の場 産学官連携協議会 令和2年度ポスターセッション オンライン
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 新規植物活力剤バイオスティミュラントの開発研究2020

    • Author(s)
      鳴坂真理、高野義孝、谷口伸治、藤澤英司、野口勝憲、吉岡美樹、吉岡博文、鳴坂義弘
    • Organizer
      令和2年度日本植物病理学会関西部会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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

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