Understanding the molecular mechanism underlying immune response via perception of viral pathogen-associated molecular pattern in plant

• Project/Area Number: 25450055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Plant protection science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: NAKAHARA Kenji 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (90315606)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 免疫受容体 / カルモジュリン様タンパク質 / RNAサイレンシング / 全身獲得抵抗性 / サリチル酸シグナリング / 植物ウイルス / RNAサイレンシング抑制タンパク質 / プライミング / ウイルス / 植物 / オートファジー / rgs-CaM / CML / サリチル酸シグナル / 自然免疫 / カルモジュリン / PAMPs

Outline of Final Research Achievements

Tobacco calmodulin-like protein rss-CaM is shown to be an immune receptor to induce salicylic acid signaling via perception of viral RNA silencing suppressor and calcium influx as virus infection cues. We have previously revealed that rgs-CaM enforces antiviral RNA silencing by binding to and directing degradation of RNA silencing suppressors via autophagy. Here, we show the activation of this antiviral function of rgs-CaM by salicylic acid signaling. Our results suggest that these rgs-CaM functions contribute to systemic acquired resistance against virus.

Research Products

• [Journal Article] Truncated yet functional viral protein produced via RNA polymerase slippage implies underestimated coding capacity of RNA viruses (2016)
  • Author(s): Yuka Hagiwara-Komoda, Sun Hee Choi2, Masanao Sato, Go Atsumi, Junya Abe, Junya Fukuda, Mie N. Honjo, Atsushi J. Nagano, Keisuke Komoda, Kenji S. Nakahara, Ichiro Uyeda, Satoshi Naito
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 21411-21411
  • DOI: 10.1038/srep21411
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Construction of infectious cDNA clones derived from the potyviruses Clover yellow vein virus and Bean yellow mosaic virus (2015)
  • Author(s): Nakahara, K.S., Nishino, K., Uyeda, I.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology Volume: 1236 Pages: 219-227
• [Journal Article] ウイルスに対する植物の自然免疫機構 (2014)
  • Author(s): 忠村一毅, 中原健二
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 52 Pages: 805-813
  • NAID: 130005112225
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] タバコの病害抵抗性におけるカルモジュリン様タンパクrgs-CaMの機能と役割 (2014)
  • Author(s): 中原健二, 忠村一毅, Eun Jin Jeon
  • Journal Title: 植物感染生理談話会論文集 Volume: 49 Pages: 59-68
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Interaction between viral RNA silencing suppressors and host factors in plant immunity. (2014)
  • Author(s): Nakahara, S.K. and Masuta, C.
  • Journal Title: Curr. Opin. Plant Biol. Volume: 20C Pages: 88-95
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2014.05.004
  • NAID: 120005438259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P3N-PIPO of Clover yellow vein virus exacerbates symptoms in pea infected with White clover mosaic virus and is implicated in viral synergism (2014)
  • Author(s): Hisa, Y., Suzuki, H., Atsumi, G., Choi, S.H., Nakahara, K.S., Uyeda, I.
  • Journal Title: Virology Volume: 449 Pages: 200-206
  • DOI: 10.1016/j.virol.2013.11.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative and qualitative involvement of P3N-PIPO in overcoming recessive resistance against Clover yellow vein virus in pea carrying cyvl. (2013)
  • Author(s): Sun Hee Choi, Yuka Hagiwara-Komoda, Kenji S. Nakahara, Go Atsumi, Ryoko Shimada, Yusuke Hisa, Satoshi Naito, Ichiro Uyeda
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 87 Issue: 13 Pages: 7326-7337
  • DOI: 10.1128/jvi.00065-13
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ダイズとツルマメ間の組み換え自殖系統を用いたダイズのクローバ葉脈黄化ウイルスに対する非宿主抵抗性遺伝子のファインマッピング (2016)
  • Author(s): 阿部純也・山田哲也・阿部 純・中原健二
  • Organizer: 平成28年度 日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター (岡山県･岡山市)
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] カルモジュリン様タンパク質rgs-CaMの機能･働きとそこから導き出される植物の防御戦略 (2015)
  • Author(s): 中原 健二
  • Organizer: 日本植物病理学会北海道部会 第219回談話会
  • Place of Presentation: 北海道大学農学部 (北海道･札幌市)
  • Year and Date: 2015-10-15
  • Invited
• [Presentation] P3N-PIPOと相互作用するエンドウの二つの独立した防御機構はクローバ葉脈黄化ウイルスの毒性を進化的に (2015)
  • Author(s): 鈴木春香・厚見剛・宮下湧理・比佐雄亮・崔 善熹・中原健二
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学、東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] クローバ葉脈黄化ウイルスがコードする P3N-PIPO および新規タンパク質の発現機構 (2015)
  • Author(s): 薦田（萩原）優香・崔 善熹・佐藤昌直・厚見 剛・阿部純也・中原健二・上田一郎・内藤 哲
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学、東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] ダイズとツルマメ間の組み換え自殖系 統を用いたクローバ葉脈黄化ウイルス の全身感染抵抗性に関与する QTL 解 析 (2015)
  • Author(s): 阿部純也・山田哲也・阿部 純・中 原健二
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学、東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] Phase Change of rgs-CaM-Mediated Immune Responses that Depend on Salicylic Acid in Tobacco (2015)
  • Author(s): Jeon EunJin, Miyasita Yuri, Nakahara Kenji
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学、東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] クローバ葉脈黄化ウイルス HC-Pro 発 現に対するサリチル酸シグナリングの 影響 (2015)
  • Author(s): 村上泰基・中原健二
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学、東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [Presentation] 微細穿孔葉ブロッティング免疫検定法による内生およびウイルスタンパク質の葉内分布解析 (2014)
  • Author(s): 村上泰基・中原健二
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会北海道部会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター「かでる2.7」, 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [Presentation] タバコの病害抵抗性におけるカルモジュリン様タンパク rgs-CaM の機能と役割 (2014)
  • Author(s): 中原健二
  • Organizer: 平成 26 年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 作並温泉 鷹泉閣 岩松旅館, 宮城県仙台市
  • Year and Date: 2014-08-06 – 2014-08-08
  • Invited
• [Presentation] 植物の全身獲得抵抗性におけるウイルス防御メカニズム (2014)
  • Author(s): 中原健二
  • Organizer: 第 48回夏季シンポジウム, 日本ウイルス学会北海道支部会
  • Place of Presentation: 国立大雪青少年交流の家, 北海道上川郡美瑛町
  • Year and Date: 2014-07-12 – 2014-07-13
  • Invited
• [Presentation] クローバ葉脈黄化ウイルス 90-1 Br2 株 の P3N-PIPO はエンドウ PI 226564 の 致死性全身えそ病徴に関与する (2014)
  • Author(s): 鈴木春香・比佐雄亮・厚見 剛・ 中原健二
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] タバコのグリシンプロリンリッチタン パク質は全身獲得抵抗性を負に制御する (2014)
  • Author(s): 福田隼也・中原健二
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] ダイズおよびツルマメに対するクロー バ葉脈黄化ウイルスの病原性の比較 (2014)
  • Author(s): 阿部純也・山田哲也・阿部 純・M. Reza Hajimorad・中原健二
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] The rgs-CaM mediated Immune Responses to Viral Infection in Tobacco (2014)
  • Author(s): Jeon EunJin, Tadamura Kazuki, Hukuda Junya, Masuta Chikara, Nakahara Kenji
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] Dynamic interactions between Clover yellow vein virus and resistance pea cultivars (2013)
  • Author(s): I. Uyeda, S.H. Choi, G. Atsumi, Y. Hisa, and K.S. Nakahara
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Pathology
  • Place of Presentation: The Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • Invited
• [Presentation] Overexpression of tobacco calmodulin-like protein, rgs-CaM, elicits defense responses in tobacco (2013)
  • Author(s): E.J. Jeon, T. Murakami, K. Tadamura, K.S. Nakahara, C. Masuta and I. Uyeda
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Pathology
  • Place of Presentation: The Beijing International Convention Center, Beijing, China
• [Presentation] A frameshift protein, P3N-afs, from P3 cistron has effect on cell-to-cell movement of Clover yellow vein virus in Pisum sativum (2013)
  • Author(s): S.H. Choi, Y. Hagiwara-Komoda, K.S. Nakahara, S. Naito and I. Uyeda
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Pathology
  • Place of Presentation: The Beijing International Convention Center, Beijing, China
• [Presentation] P3N-PIPO of Clover yellow vein virus exacerbated symptoms of pea infected with White clover mosaic virus (2013)
  • Author(s): H. Suzuki, Y. Hisa, S.H. Choi, K.S. Nakahara and I. Uyeda
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Pathology
  • Place of Presentation: The Beijing International Convention Center, Beijing, China
• [Presentation] タバコのグリシンプロリンリッチタンパク質のウイルス感染との関わり (2013)
  • Author(s): 福田隼也･厚見 剛・眞岡哲夫・増田 税・上田一郎･中原健二
  • Organizer: 平成25年度 日本植物病理学会北海道部会
  • Place of Presentation: 札幌市 かでる2.7
• [Presentation] タバコのカルモジュリン様タンパク質rgs-CaMによるウイルス抵抗性の誘導条件の検討 (2013)
  • Author(s): 忠村一毅・田 恩眞・福田隼也・上田一郎・増田 税・中原健二
  • Organizer: 平成25年度 日本植物病理学会北海道部会
  • Place of Presentation: 札幌市 かでる2.7
• [Remarks] 北海道大学農学部 植物病原学研究室
  • URL: https://sites.google.com/site/hokudaiplantvirusinteract/Home