Analysis of a dual resistance protein complex in plant defense responses

• Project/Area Number: 25450523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• 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 Mari 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, 研究員 (80376847)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): NARUSAKA Yoshihiro 岡山県農林水産総合センター, 生物科学研究所, 専門研究員 (20335459)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 抵抗性蛋白質 / 生物間相互作用 / 病害抵抗性 / シグナル伝達 / 炭疽病菌 / 免疫沈降 / シロイヌナズナ / P-loopモチーフ / ロイシンジッパーモチーフ

Outline of Final Research Achievements

We found that RPS4 and RRS1 function as a dual resistance protein system that prevents infection by three distinct pathogens (Anthracnose; Colletotrichum higginsianum, Bacterial wilt; Ralstonia solanacearum, and Bacterial speck; Pseudomonas syringae pv. tomato strain DC 3000 expressing avrRps4). We demonstrated that a pair of Arabidopsis NB-LRR-type R genes, RPS4Ws and RRS1Ws, function in two Brasscicaseae, but also in two Solanaceae. In this study, we analyzed that whether a pair of neighboring genes, RPS4 and RRS1, function cooperatively as a dual resistance protein system and then this system are tightly regulated. Our finding will contribute to a new strategy for creating pathogen-resistant vegetables and crops by a transgenic approach.

Research Products

• [Journal Article] Leucine zipper motif in RRS1 is crucial for the regulation of Arabidopsis dual resistance protein complex RPS4/RRS1 (2016)
  • Author(s): Narusaka M, Toyoda K, Shiraishi T, Iuchi S, Takano Y, Shirasu K, Narusaka Y.
  • Journal Title: Scientifc Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 18702-18702
  • DOI: 10.1038/srep18702
  • NAID: 120005819504
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A novel pyrimidin-like plant activator stimulates plant disease resistance and promotes growth. (2015)
  • Author(s): Sun TJ, Lu Y, Narusaka M, Shi C, Yang YB, Wu JX, Zeng HY, Narusaka Y, Yao N.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 4 Pages: e0123227-e0123227
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0123227
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular characterization of LjABCG1, an ATP-binding cassette protein in Lotus japonicus. (2015)
  • Author(s): Sugiyama, A., Fukuda, S., Takanashi, K., Yoshioka, M., Yoshioka, H., Narusaka, Y., Narusaka, M., Kojima, M., Sakakibara, H., Shitan, N., Sato, S., Tabata, S., Kawaguchi, M. and Yazaki, K.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Issue: 9 Pages: e0139127-e0139127
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139127
  • NAID: 120005715333
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Arabidopsis dual resistance proteins, both RPS4 and RRS1, are required for resistance to bacterial wilt in transgenic Brassica crops (2014)
  • Author(s): Narusaka, M., Hatakeyamab, K., Shirasu, K., Narusaka, Y.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 7 Issue: 7 Pages: e29130-e29130
  • DOI: 10.4161/psb.29130
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Breaking restricted taxonomic functionality by dual resistance genes (2013)
  • Author(s): Narusaka M., Kubo Y., Hatakeyama K., Imamura J., Ezura H., Nanasato Y., Tabei Y., Takano Y., Shirasu K., Narusaka Y.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 8 Issue: 6 Pages: e24244-e24244
  • DOI: 10.4161/psb.24244
  • Peer Reviewed
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムを構成する抵抗性蛋白質RRS1のロイシンジッパーモチーフの機能解析 (2016)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、高野義孝、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 平成28年度 日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] コアエフェクター候補遺伝子CCE1はColletotrichum属菌に保存され、細胞死を誘導する (2016)
  • Author(s): 津島綾子、鳴坂真理、Pamela Gan、熊倉直祐、浅井秀太、門田康弘、高野義孝、鳴坂義弘、白須賢
  • Organizer: 平成28年度 日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] 比較ゲノム解析を用いたColletotrichum属菌における病原性エフェクターの探索 (2016)
  • Author(s): 熊倉直祐、パメラ・ガン、津島綾子、浅井秀太、門田康弘、鳴坂真理、鳴坂義弘、高野義孝、白須賢
  • Organizer: 平成28年度 日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] ウリ類炭疽病菌のメタロプロテアーゼ遺伝子CoMEP1，CoMEP5は付着器分化時に発現し，侵入時における植物の防御応答に関与する (2016)
  • Author(s): 中前彩加、原田 賢、鳴坂真理、鳴坂義弘、高野義孝、Pamela Gan、白須 賢、久保康之
  • Organizer: 平成28年度 日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] デュアル抵抗性タンパク質を構成するRRS1の機能解析 (2016)
  • Author(s): 鳴坂真理、鳴坂義弘
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] コアエフェクター候補遺伝子CCE1は植物病原糸状菌のColletotrichum属菌に保存され、細胞死を誘導する (2016)
  • Author(s): 津島綾子、鳴坂真理、Pamela Gan、熊倉直祐、浅井秀太、門田康弘、高野義孝、鳴坂義弘、白須賢
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] Hunting virulent effectors in plant pathogenic fungi Colletotrichum species using comparative genomics (2016)
  • Author(s): Kumakura, N., Gan, P., Tsushima, A., Asai, S., Kadota, Y., Narusaka, M., Narusaka, Y., Takano, Y., Shirasu, K.
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質を構成するRPS4およびRRS1の機能解析 (2015)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、高野義孝、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 徳島市
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] 比較ゲノム解析による炭疽病菌エフェクターの探索 (2015)
  • Author(s): 熊倉直祐、Pamela Gan、津島綾子、浅井秀太、門田康弘、鳴坂真理、鳴坂義弘、高野義孝、白須賢
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会関東部会
  • Place of Presentation: 宇都宮市
  • Year and Date: 2015-09-10
• [Presentation] コアエフェクター候補遺伝子CCE1は17種の炭疽病菌で保存され、細胞死を誘導する (2015)
  • Author(s): 津島綾子、鳴坂真理、Pamela Gan、熊倉直祐、浅井秀太、門田康弘、高野義孝、鳴坂義弘、白須賢
  • Organizer: 平成27年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 松山市
  • Year and Date: 2015-08-24
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムの導入による病害抵抗性作物の創製 (2015)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、高野義孝、鳴坂義弘
  • Organizer: 第33回日本植物細胞分子生物学会（東京）大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-08-10
• [Presentation] 炭疽病菌の比較ゲノム解析とその利用 (2015)
  • Author(s): Pamela Gan, 鳴坂真理, 熊倉直祐, 津島綾子,中田菜々子, 久保康之, 高野義孝, 鳴坂義弘, 白須賢
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] アブラナ科炭疽病菌エフェクター候補遺伝子過剰発現系によるウリ類炭疽病菌のメタロプロテアーゼ遺伝子CoMET1の同定と病原性への関与 (2015)
  • Author(s): 中前彩加、原田 賢、坂口 歩、鳴坂真理、鳴坂義弘、高野義孝、Pamela Gan、白須 賢、久保康之
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムは植物の科の壁を越えて機能する (2015)
  • Author(s): 鳴坂義弘、白須賢、高野義孝、山田哲也、久保康之、鳴坂真理
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムを構成するRPS4およびRRS1の機能解析 (2015)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質RPS4およびRRS1をコアとする蛋白質複合体の機能解析 (2014)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2014-09-27 – 2014-09-28
• [Presentation] COMPARATIVE GENOMICS OF MULTIPLE COLLETOTRICHUM ISOLATES FROM THE GLOEOSPORIOIDES SPECIES COMPLEX (2014)
  • Author(s): Pamela Gan, Nanako Nakata, Takeshi Suzuki, Trinh Xuan Hoat, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Yoshitaka Takano, Ken Shirasu
  • Organizer: XVI International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Greece
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムにおける蛋白質間相互作用の解析 1 (2014)
  • Author(s): 鳴坂義弘、白須賢、高野義孝、白石友紀、久保康之、鳴坂真理
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムにおける蛋白質間相互作用の解析 2 (2014)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、白石友紀、高野義孝、鳴坂義弘
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] 炭疽病菌gloeosporioidesコンプレックスの比較ゲノム解析 (2014)
  • Author(s): Pamela Gan、池田恭子、鳴坂真理、鳴坂義弘、入枝泰樹、久保康之、高野義孝、 白須 賢
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] Comparative genomics of multiple Colletotrichum isolates causing strawberry and cassava anthracnose (2014)
  • Author(s): Pamela Gan, Nanako Nakata, Takeshi Suzuki, Trinh Xuan Hoat, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Yoshitaka Takano, Ken Shirasu
  • Organizer: 12th European Conference on FUNGAL GENETICS (ECFG12)
  • Place of Presentation: Seville, Spain
• [Presentation] デュアル抵抗性蛋白質システムにおけるタンパク質間相互作用の解析 (2014)
  • Author(s): 鳴坂真理、白須賢、豊田和弘、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山
• [Presentation] 炭疽病菌のゲノム解析により取得したエフェクター分子の網羅的解析 (2013)
  • Author(s): 鳴坂義弘、Pamela Gan、白須賢、高野義孝、鳴坂真理
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 新説デュアル抵抗性蛋白質システムの作用機作の解明 (2013)
  • Author(s): 鳴坂真理、豊田和弘、白須賢、白石友紀、鳴坂義弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Remarks] Plant Immunity Research Group
  • URL: http://www.kibi.ne.jp/~narusaka/RIBS_PIant_immunity/toppupeji.html
• [Remarks] 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所
  • URL: http://www.pref.okayama.jp/soshiki/203/
• [Patent(Industrial Property Rights)] リグニン抽出物を有効成分とする植物病害防除剤 (2016)
  • Inventor(s): 鳴坂義弘、鳴坂真理、大原利章、山次康幸、古籐田香代子
  • Industrial Property Rights Holder: 鳴坂義弘、鳴坂真理、大原利章、山次康幸、古籐田香代子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-01-18
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 植物ウイルスの防除剤 (2016)
  • Inventor(s): 鳴坂義弘、鳴坂真理、笹間康弘、犬伏幸、川元彩香
  • Industrial Property Rights Holder: 鳴坂義弘、鳴坂真理、笹間康弘、犬伏幸、川元彩香
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-067546
  • Filing Date: 2016-03-30