植物と病原菌の攻防によって生じた遺伝子相関の分子基盤

• Project Area: Correlative gene system: establishing next-generation genetics
• Project/Area Number: 24113519
• 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: Kinki University
• Principal Investigator: 川崎 努 近畿大学, 農学部, 教授 (90283936)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 植物 / 進化 / 病原菌 / 遺伝子 / 信号伝達

Research Abstract

Xoo3222がターゲットとする宿主免疫因子の探索により、OsPUB44が同定された。Xoo3222は、OsPUB44のU-boxドメインに結合することにより、OsPUB44のユビキチンリガーゼ活性を阻害した。また、イネ細胞を26Sプロテオソームの阻害剤で処理すると、OsPUB44が蓄積することから、OsPUB44のタンパク質量がユビキチン化により制御されていると考えられる。実際、Xoo3222を発現するイネ培養細胞では、OsPUB44のタンパク質量が増加しており、これはXoo3222がOsPUB44の自己ユビキチン化を阻害していることを示唆している。植物免疫におけるOsPUB44の機能を明らかにするため、RNAi法によりOsPUB44の発現を抑制した培養細胞と植物体を作成した。RNAi培養細胞では、病原菌の構成成分であるキチンやペプチドグリカンに応答した防御応答が抑制された。また、RNAi植物では、イネ白葉枯病菌に対する抵抗性が抑制されていた。このように、OsPUB44はイネの免疫誘導において、ポジティブレギュレーターとして機能していることが示された。さらに、OsPUB44による免疫誘導の分子機構を明らかにするため、OsPUB44のARMドメインに結合する因子を探索し、機能未知なOsPUB44 interactor1 (PBI1)を同定した。BiFC法を用いた解析により、OsPUB44とPBI1は細胞内で相互作用することが明らかになった。そこで、PBI1の機能を明らかにするため、RNAi法を用いてPBI1の発現抑制体を作成した。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of a rice Rac/Rop GTPase, OsRac1 (2014)
  • Author(s): Kosami K
  • Journal Title: Acta Cryst. Volume: F70 Issue: 1 Pages: 113-115
  • DOI: 10.1107/s2053230x13033645
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A receptor-like cytoplasmic kinase targeted by a plant pathogen effector is directly phosphorylated by the chitin receptor and mediates rice immunity (2013)
  • Author(s): Yamaguchi, K., Yamada, K., Ishikawa, K., Yoshimura, S., Hayashi, N., Uchihashi, K., Ishihama, N., Kishi-Kaboshi, M., T akahashi, A., T suge, S., Ochiai, H., T ada, Y ., Shimamoto, K., Y oshioka, H., and Kawasaki, T
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 13 Issue: 10 Pages: 347-357
  • DOI: 10.4161/psb.25662
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An OsCEBiP / OsCERK1-OsRacGEF - OsRac1 module is an essential early component of chitin-induced rice immunity (2013)
  • Author(s): Akamatsu, A., Wong, H.L., Fujiwara, M., Okuda, J., Nishide, K., Uno, K., Imai, K., Umemura, K., Kawasaki, T ., Kawano, Y ., and Shimamoto, K.
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 13 Issue: 4 Pages: 465-476
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.03.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 病原菌エフェクターによるPAMPs誘導抵抗性の抑制機構 (2013)
  • Author(s): 川崎 努、山口公志、石川和也、吉村智美、山田健太、吉村悠矢
  • Journal Title: 日本植物病理学会報 Volume: 79 Pages: 263-268
  • NAID: 10031203420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suppression of rice immunity by the Xanthomonas oryzae type III effector Xoo2875 (2013)
  • Author(s): Yamaguchi, K, Nakamura, Y, Ishikawa, K, Yoshimura, Y, Tsuge, S, and Kawasaki, T
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem Volume: 77 Pages: 796-801
  • NAID: 10031170721
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plant immunity and inhibitory mechanism of host immunity by pathogens. (2013)
  • Author(s): 川崎努
  • Journal Title: Leading Author's Volume: 2 Pages: e008
  • DOI: 10.7875/leading.author.2.e008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Receptor-like Cytoplasmic Kinase Targeted by a Plant Pathogen Effector Is Directly Phosphorylated by the Chitin Receptor and Mediates Rice Immunity. (2013)
  • Author(s): Yamaguchi, K, Yamada, K, Ishikawa, K, et al.
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 13(3) Issue: 3 Pages: 347-57
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.02.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suppression of rice immunity by the Xanthomonas oryzae type III effector Xoo2875 (2013)
  • Author(s): Koji Yamaguchi
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The bHLH Rac Immunityl (RAID) Is Activated by OsRacl via OsMPK3 and OsMAPK6 in Rice Immunity (2012)
  • Author(s): SH Kim, T., 他6名, Y.Kawano, 他1名, K.Shimamoto
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 53 Issue: 4 Pages: 740-54
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Function of Arabidopsis SWAP70 GEF in immune response (2012)
  • Author(s): Yamaguchi, K., and Kawasaki, T
  • Journal Title: Plant Signal. Behav Volume: 7 Issue: 4 Pages: 465-468
  • DOI: 10.4161/psb.19562
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SW AP70 functions as a Rac/Rop guanine nucleotide-exchange factor in rice (2012)
  • Author(s): Yamaguchi, K., Imai, K., Akamatsu, A., Mihashi, M., Hayashi, N., Shimamoto, K., and Kawasaki, T
  • Journal Title: Plant J Volume: 70 Issue: 3 Pages: 389-397
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04874.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] OsRap2.6 transcription factor contributes to rice innate immunity through its interaction with Receptor for Activated Kinase-C 1 (RACK1) (2012)
  • Author(s): Mwathi Jane Wamaitha
  • Journal Title: Rice Volume: 5 Pages: 35-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rice PAMPs-triggered immunity targeted by pathogen effectors. (2012)
  • Author(s): Tsutomu Kawasaki
  • Journal Title: Proceeding of 47th PSJ Plant-Microbe Interactions Symposium Volume: 47 Pages: 23-32
• [Presentation] AtRLCK1 regulates MAPKKKa mediated activation of MAP kinase in chitin-triggered immunity (2014)
  • Author(s): 山口公志、山田健太、白川友美、船間亮汰、石川和也、鳴坂真理、鳴坂義弘、市村和也、深溝慶、渋谷直人、川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山）
• [Presentation] OsPUB44 positively regulates PAMPs-induced resistance in rice (2014)
  • Author(s): 石川和也、山口公志、井上健人、吉村智美、坂本一明、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、津下誠治、川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山）
• [Presentation] AtRLCK1 functions as a MAPKKK kinase in chitin-induced immune signaling (2014)
  • Author(s): 山田健太、山口公志、山内康平、石川和也、野元美佳、市村和也、多田安臣、深溝 慶、川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山）
• [Presentation] Functional analysis of Anamorsin in plant immunity (2014)
  • Author(s): 吉村悠矢、山口公志、清瀬嵩人、吉村智美、川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山）
• [Presentation] Identification of immune factors interacted with Xa1, the bacterial blight resistance NB-LRR protein in rice (2014)
  • Author(s): 早田奈央、吉村智美、井戸悠太、川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山）
• [Presentation] Suppression of pattern recognition receptor-mediated plant immunity by bacterial effector (2014)
  • Author(s): 川崎努
  • Organizer: 日本細菌学会ワークショップ
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Invited
• [Presentation] ユビキチンリガーゼであるOsPUB44の植物免疫における機能解析 (2013)
  • Author(s): 石川和也
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 岐阜大学（岐阜）
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] OsRLCK2はOsCERK1に依存したMAPキナーゼの活性化を制御する (2013)
  • Author(s): 山口公志
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岐阜大学（岐阜）
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] 植物免疫におけるOsPUB44の機能とXoo3222による阻害機構 (2013)
  • Author(s): 石川和也
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] エフェクターによるイネ免疫信号伝達系の抑制機構 (2013)
  • Author(s): 川崎努
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] 植物の病原菌認識受容体における免疫反応の誘導機構 (2013)
  • Author(s): 川崎努
  • Organizer: 日本生体防御学会
  • Place of Presentation: くまもと森都心プラザ（熊本）
• [Presentation] Xoo3222, type III effector, targets OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced basal resistance (2013)
  • Author(s): Kazuya Ishikawa, Koji Yamaguchi, Kazuaki Sakamoto, Yuichiro Muraguchi, Seiji Tsuge, Chojiro Kojima and Tsutomu Kawasaki
  • Organizer: Keystone Symposia
  • Place of Presentation: Big Sky Resort（米国）
• [Presentation] 植物免疫におけるOsPUB44の機能解析 (2013)
  • Author(s): 石川和也、山口公志、井上健人、坂本一明、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、津下誠治、川崎努
  • Organizer: 平成25年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
• [Presentation] 植物免疫におけるAnamorsinの機能解明 (2013)
  • Author(s): 吉村悠矢、山口公志、清瀬嵩人、川崎努
  • Organizer: 近畿植物学会
  • Place of Presentation: 帝塚山大学（奈良）
• [Presentation] 植物免疫におけるMAPキナーゼカスケードへのシグナル伝達機構の解明 (2013)
  • Author(s): 山田健太、山口公志、石川和也、吉村悠矢、杉下亮丞、吉村智美、多田安臣、市村和也、川崎努
  • Organizer: 近畿植物学会
  • Place of Presentation: 帝塚山大学（奈良）
• [Presentation] 植物免疫におけるOsPUB44の機能およびTypeⅢエフェクターによる認識機構の解明 (2012)
  • Author(s): 石川和也
  • Organizer: 日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館（鳥取）
  • Year and Date: 2012-09-27
• [Presentation] 病原菌エフェクターによる新奇の植物免疫阻害機構の解明 (2012)
  • Author(s): 石川和也
  • Organizer: 植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 休暇村近江八幡（滋賀）
  • Year and Date: 2012-08-30
• [Presentation] イネにおけるPAMPs誘導抵抗性の情報伝達機構と病原菌の感染戦略 (2012)
  • Author(s): 川崎努
  • Organizer: 植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 休暇村近江八幡（滋賀）
  • Year and Date: 2012-08-30
  • Invited
• [Presentation] OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced basal resistance, is targeted by type III effector Xoo3222 (2012)
  • Author(s): Kazuya Ishikawa
  • Organizer: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都）
  • Year and Date: 2012-07-29
• [Presentation] OsRLCK2 targeted by Xanthomonas Xoo1488 effector regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1-mediated recognition of chitin in rice (2012)
  • Author(s): Tsutomu Kawasaki
  • Organizer: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都）
  • Year and Date: 2012-07-29
• [Presentation] OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced basal resistance, is targeted by Xanthomonas type III effector Xoo3222 (2012)
  • Author(s): Kazuya Ishikawa
  • Organizer: The Biology of Plant, 77th symposium of Cold Spring Harbor Laboratory
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory （アメリカ）
  • Year and Date: 2012-05-30
• [Presentation] OsRLCK2 targeted by Xanthomonas Xoo1488 effector regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1-mediated recognition of chitin in rice (2012)
  • Author(s): Tsutomu Kawasaki
  • Organizer: The Biology of Plant, 77th symposium of Cold Spring Harbor Laboratory
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory （アメリカ）
  • Year and Date: 2012-05-30
• [Presentation] 植物の免疫と病原菌の感染戦略 (2012)
  • Author(s): 川崎 努
  • Organizer: 近畿植物学会講演会
  • Place of Presentation: 近畿大学（奈良）
  • Invited
• [Remarks] 近畿大学農学部バイオサイエンス学科植物分子遺伝学研究室
  • URL: http://kawasakirice.web.fc2.com/index.html
• [Remarks] 近畿大学農学部バイオサイエンス学科植物分子遺伝学研究室
  • URL: http://kawasakirice.web.fc2.com/