Analyses of intracellular signaling in plant

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Plant cell wall as information-processing system
• Project/Area Number: 24114009
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 澤 進一郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00315748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 相田 光宏 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特任准教授 (90311787)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: 線虫感染 / 茎頂分裂組織 / CLE / CUC

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではシロイヌナズナとサツマイモネコブセンチュウを主に用いる。サツマイモネコブセンチュウはシロイヌナズナにも感染することから、線虫感染に関わる分子遺伝学が可能となるだけでなく、線虫感染を受けた後の植物の応答生理に関する解析も容易となる。本研究では以下の２つの課題を柱として研究を進めた。
I) 線虫感染過程と防御応答に関しては、ダイズの根端領域の水抽出物にも誘引活性を見いだし、精製を進めた。また、線虫感染後のシグナル伝達系に関して、cl1突然変異体だけで無く、cle3突然変異体も、線虫感染抵抗性を示すことを明らかとした。これらのことから、CLE3遺伝子が、システミックに機能し、地下部で線虫が感染したシグナルを地上部に送り、茎頂部のCLV1にて、そのシグナルを受容し、さらに、そのシグナルが根にフィードバックされ、線虫感染抵抗性が制御されることが示唆された。
II) 内生プログラムに応じた分裂組織の活性調節機構に関しては、まず、clen3突然変異体の新しいアリルについて、CRISPR法を用いて単離した。このことにより、表現型がより安定し、より強いペプチド耐性が観察できた。この材料を用いた遺伝学に、今後発展できる事となった。さらに、シュートの幹細胞形成に働く転写因子CUC1・CUC2・CUC3について、主要な標的遺伝子であるSTMとの相互作用を明らかにするとともに、心皮の形成や花序分裂組織、花茎の形成など様々な発生場面における多様な役割を明らかにした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Chloroplastic ATP synthase builds up proton motive force for preventing reactive oxygen species production in photosystemI. (2017)
  • Author(s): Takagi, D., Amako, K., Hashiguchi, M., Fukaki, H., Ishizaki, K., Goh T., Fukao, Y., Sano, R., Kurata, T., Demura, T., Sawa, S., and Miyake C.
  • Journal Title: Plant J. Volume: In Press. Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Negative phototaxis in M. incognita (2017)
  • Author(s): Oota, M., Gotoh, E., Endo, M., Ishida, T., Matsushita, T., and Sawa, S.
  • Journal Title: Nem. Res. Volume: In Press. Pages: -
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Role of LOTR1 in nutrient transport through organization of spatial distribution of root endodermal barriers. (2017)
  • Author(s): Li, B., Kamiya, T., Kalmbach, L., Yamagami, M., Yamaguchi, K., Shigenobu S., Sawa, S., Danku, J., Salt, D., Geldner, N., and Fujiwara, T.
  • Journal Title: Curr. Biol. Volume: 27 Pages: 758,765
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CLE peptides and their signaling pathways in plant development (2016)
  • Author(s): Yamaguchi, Y., Ishida, T., and Sawa, S.
  • Journal Title: J. Exp. Bot. Volume: 67 Pages: 4813,4826
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1093/jxb/erw208
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Polyamine resistance is increased by mutations in a nitrate transporter gene NRT1.3 (AtNPF6.4) in Arabidopsis thaliana. (2016)
  • Author(s): Tong, W., Imai, A., Shigenobu S., Yamaguchi, K., Hasebe, M., Sawa, S., Motose, H., and Takahashi, T.
  • Journal Title: Frontiers in Plant Sci. Volume: 7 Pages: 834
  • DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2016.00834
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The naming of names: guidelines for gene nomenclature in Marchantia. (2016)
  • Author(s): Bowman, J. L., Araki, T., Arteaga-Vazquez, M. A., Berger, F., Dolan, L., Haseloff, J., Ishizaki, K., Kyozuka, J., Lin, S., Nagasaki, H., Nakagami, H., Nakajima, K., Nakamura, Y., Ohashi-Ito, K., Sawa, S., Shimamura, M., Solano, R., Tsukaya, H., Ueda, T., Watanabe, Y., Yamato, K. T., Zachgo, S. and Kohchi, T.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 57 Pages: 257,261
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1093/pcp/pcv193
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 植物感染性線虫の誘引物質の探索 (2017)
  • Author(s): 澤進一郎
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-18 – 2017-03-19
  • Invited
• [Presentation] 植物感染性線虫の感染過程における細胞壁成分の機能と役割 (2017)
  • Author(s): 大田守浩，Allen Yi-Lun Tsai，鈴木れいら，島岡知恵，石田喬志，澤進一郎
  • Organizer: 第58回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-18
  • Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms of gall formation during nematode infection (2016)
  • Author(s): SAWA SHINICHIRO
  • Organizer: International Symposium 'Front Lines of Plant Cell Wall Research and Beyond'
  • Place of Presentation: 熱海
  • Year and Date: 2016-10-04 – 2016-10-05
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] EFC7 and EFC15 of Meloidogyne incognita are responsible for infection steps in Alabidopsis (2016)
  • Author(s): SAWA SHINICHIRO
  • Organizer: 32nd Symposium European Society of Nematologists
  • Place of Presentation: ポルト
  • Year and Date: 2016-08-27 – 2016-08-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] SOL1 and other peptidases are responsible for CLE peptide processing mechanisms (2016)
  • Author(s): SAWA SHINICHIRO
  • Organizer: 22nd International Conference on Plant Growth Substances
  • Place of Presentation: トロント大学
  • Year and Date: 2016-06-19 – 2016-06-23
  • Int'l Joint Research / Invited