植物免疫に関わるＭＡＰキナーゼによる活性酸素の生産制御機構

• Project Area: Signaling functions of reactive oxygen species
• Project/Area Number: 23117707
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 吉岡 博文 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30240245)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 活性酸素 / NADPHオキシダーゼ / 植物免疫 / MAPキナーゼ

Outline of Annual Research Achievements

植物は病原菌の攻撃に応答して急激な活性酸素種の生成を引き起こす。この反応はROSバーストと呼ばれ、植物の抵抗反応や過敏感細胞死において重要な役割を果たす。ROSバーストは、主に細胞膜に存在するNADPHオキシダーゼであるRBOHに依存して引き起こされる。ジャガイモ葉組織においては、StRBOHCがジャガイモ葉組織での病害応答に関与することが示されている。葉組織におけるROSバーストに至るまでのシグナル伝達経路の解明は、植物の防御応答システムを明らかにする上で重要である。本研究では、StRBOHCのベンサミアナタバコにおけるオルソログであるNbRBOHBの転写誘導機構を探ることにより、MAPキナーゼカスケード (MEK2-SIPK) がROSバーストを制御する機構を明らかにすることを目的とする。
平成２４年度は、NbRBOHBプロモーターのMEK2-SIPKに応答するシス配列に結合する転写因子を決定した。これまでに、StRBOHCおよび NbRBOHBプロモーターの転写因子としてW-box配列を含む推定シス配列の11 bp (11W) を同定した。そこで、MAPKの基質として得られているWRKY型転写因子のNbRBOHBプロモーター活性に及ぼす影響について調べた。酵母ワンハイブリッド解析によって、これら基質の中で11Wと結合する４つのWRKY型転写因子が得られた。さらに、11Wを3タンデムに連結した配列を35Sの最小プロモーターに結合したキメラプロモーターは、11Wと結合したWRKY型転写因子により誘導された。これらWRKY遺伝子をノックダウンすると、エリシター誘導によるNbRBOHBの転写が抑制された。以上の結果より、MAPKの基質である複数のWRKY型転写因子は、11Wに結合することでStRBOHCおよび NbRBOHBプロモーターを活性化するものと思われた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Nitric oxide as a mediator for defense responses (2013)
  • Author(s): D. Bellin, S. Asai. M. Delledonne, H. Yoshioka
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions Volume: 26 Issue: 3 Pages: 271-277
  • DOI: 10.1094/mpmi-09-12-0214-cr
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The variable domain of a plant calcium-dependent protein kinase (CDPK) confers subcellular localization and substrate recognition for NADPH oxidase (2013)
  • Author(s): Asai S., Ichikawa T., Kobayashi M., Nomura H., Kamiyoshihara Y., Mori H., Kadota Y., Zipfel C., Jones J. D. G., Yoshioka H.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 288 Issue: 20 Pages: 14332-14340
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.448910
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] StCDPK5 confers resistance to late blight pathogen but increases susceptibility to early blight pathogen in potato via reactive oxygen species burst. (2012)
  • Author(s): Nomura H, Kuchimura K, Mori H, Doke N, Yoshioka H.
  • Journal Title: New Phytol. Volume: 196 Issue: 1 Pages: 223-37
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04226.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ethylene signaling pathway and MAPK cascades are required for AAL-toxin-induced programmed cell death (2012)
  • Author(s): Mase, K., Mizuno, T., Ishihama, N., Fujii, T., Mori, H., Kodama, M., Yoshioka, H.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions Volume: (in press) Issue: 8 Pages: 1015-1025
  • DOI: 10.1094/mpmi-02-12-0036-r
  • Peer Reviewed
• [Presentation] StCDPK5のVドメインは細胞内局在およびNADPHオキシダーゼの認識・活性化に寄与する． (2013)
  • Author(s): 浅井秀太
  • Organizer: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] WRKY型転写因子か?病害応答性MAPKに依存したROS生産に関与する． (2013)
  • Author(s): 安達広明
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] Plant immunity (2012)
  • Author(s): Yoshioka H
  • Organizer: Symposium on Interdisciplinary Researches in Okayama
  • Place of Presentation: The 50th Anniversary Hall, Okayama University, Okayama
  • Year and Date: 2012-11-20
  • Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms for generation of NO and ROS in plant immunity. (2012)
  • Author(s): Yoshioka H.
  • Organizer: XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center
  • Year and Date: 2012-07-29
  • Invited
• [Presentation] ベンサミアナタバコのNADPHオキシダーゼであるNbRBOHBのプロモーター調節にはW-boxが関与する (2012)
  • Author(s): 中野孝明・宮川典子・吉岡美樹・石濱伸明・吉岡博文
  • Organizer: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] 植物免疫におけるMAPキナーゼカスケードの役割 (2011)
  • Author(s): 吉岡博文
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Book] Nitric oxide and reactive oxygen species in plant defense responses. In Genome-Enabled Analysis of Plant-Pathogen Interactions (2011)
  • Author(s): Yoshioka, H., Asai, S., Yoshioka, M., Kobayashi, M., Doke, N.
  • Total Pages: 9
  • Publisher: APS Press
• [Remarks] 業績
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/%7ebio4283/work.html