Herbivore elicitor recognition system in plants
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontier research of chemical communications |
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| Project/Area Number |
20H04786
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
有村 源一郎 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 教授 (60505329)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | エリシター / ハスモンヨトウ / シロイヌナズナ / 共生微生物 / 害虫 / 受容体 / ナミハダニ |
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| Outline of Research at the Start |
ハスモンヨトウおよびナミハダニが分泌するエリシターの植物認識機構を理解することで、植物の潜在的な防御能力を高めるための学術基盤を構築することを目的とする。我々は、ハスモンヨトウの唾液由来糖性エリシターの応答に関わるダイズおよびシロイヌナズナタンパク質（HAK)）を同定しており、本研究ではシロイヌナズナのHAK1と相互作用するエリシター受容体の同定を試みる。さらに、ナミハダニのタンパク質性エリシター（テトラニン）の受容体とその共受容体を同定する。代表的な咀嚼性害虫と吸汁性害虫由来の異なるエリシターに対する特異的受容体の同定および分子機能を理解することで、植物の食害初期応答の分子システムを紐解く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が害虫に被食されると防御応答が誘導される。食害された植物では、まず害虫が分泌する“エリシター”が認識され、それぞれの害虫に抵抗するための特異的かつ多彩な防御応答を引き起こされる。さらに、植物がエリシターを認識することで引き起こされる細胞内外の情報伝達および揮発性化合物などを介した植物と他生物とのコミュニケーションのメカニズムも解明されつつあり、これらのシステムを活用した有機農業技術の開発が期待されている。本研究ではこれらの分子機構の解明を目指し、本年度は以下の研究項目を実施した。
１）ハスモンヨトウの幼虫の吐き戻し液（OS）に含まれるオリゴ糖エリシターの認識に関わるダイズとシロイヌナズナのタンパク質“HAK”がこれまで同定されている。本年度は、唾液由来オリゴ糖エリシターの応答に関わるシロイヌナズナのHAKシステムにおいて、唾液内の高分子オリゴ糖エリシターは植物の糖分解酵素によって断片化される可能性が示唆された。
２）これまで、吸汁性害虫であるナミハダニの唾液腺で発現するタンパク質であるテトラニン（Tet1、Tet2）は、インゲンマメ葉の防御応答を誘導するエリシター活性を有することが明らかにされている。本研究ではさらに、約90種の体外分泌タンパク質から、ハダニ致死を誘発するTet3、Tet4を同定した。また、これらのTetタンパク質はハダニの寄主適応においても重要な役割を担うことが見出されつつある。
３）ハスモンヨトウの幼虫のOSに含まれる共生微生物の存在が、シロイヌナズナのジャスモン酸・サリチル酸・アブシシン酸の制御バランスに影響することで防御応答が調節されている現象および、さまざまな共生微生物の中で、自然界に普遍的に分布している表皮ブドウ球菌が、その効果を発現させている微生物の一つであることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(38 results)
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[Journal Article] Sustained defense response via volatile signaling and its epigenetic transcriptional regulation2022
Author(s)
Onosato, Haruki; Fujimoto, Genya; Higami, Tomota; Sakamoto, Takuya; Yamada, Ayaka; Suzuki, Takamasa; Ozawa, Rika; Matsunaga, Sachihiro; Seki, Motoaki; Ueda, Minoru; Sako, Kaori; Galis, Ivan; Arimura, Gen-ichiro
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: －
Issue: 2
Pages: 922-933
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Immune gene activation by NPR and TGA transcriptional regulators in the model monocot Brachypodium distachyon2022
Author(s)
Shimizu K., Suzuki H., Uemura T., Nozawa A., Desaki Y., Hoshino R., Yoshida A., Abe H., Nishiyama M., Nishiyama C., Sawasaki T., Arimura G.
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Journal Title
Plant Journal
Volume: 10
Issue: 2
Pages: 470-481
DOI
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Peer Reviewed
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[Presentation] イネ科モデル植物ミナトカモジグサにおけるNPR1とNPR2の機能解明2021
Author(s)
鈴木ひとみ, 清水弘平, 上村卓, 野澤彰, 出崎能丈, 星野稜介, 吉田彩子, 安部洋, 西山真, 西山千春, 澤崎達也, 有村源一郎
Organizer
第44回日本分子生物学会年会
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[Presentation] NPR-mediated immune system in the model monocot plant Brachypodium distachyon2020
Author(s)
Suzuki H., Shimizu K., Uemura T., Nozawa A., Desaki Y., Hoshino R., Yoshida A., Abe H., Nishiyama M., Nishiyama C., Sawasaki T., Arimura G.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
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[Presentation] Functional analysis of HAK-mediated signal transduction in Arabidopsis plants in response to herbivory2020
Author(s)
Sano Y., Morishima M.,Uemura T., Ito A., Hoshino R., Desaki Y., Nozawa A., Sawasaki T., Galis I., Nemoto K., Arimura G.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
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