2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of RRS1 protein on Arabidopsis dual resisitance protein system
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16K08152
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| Research Institution | 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所 |
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Principal Investigator |
鳴坂 真理 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, 特別流動研究員 (80376847)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 抵抗性蛋白質 / RRS1 / RPS4 / ロイシンジッパー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
病気から身を守るため、植物は免疫受容体と呼ばれる抵抗性蛋白質により、病原体が放出する分泌蛋白質を直接的または間接的に認識して病原体の存在を感知し、病原体に対する抵抗性を発揮している。そこで、抵抗性蛋白質について研究した結果、モデル実験植物シロイヌナズナの2つの異なる抵抗性蛋白質（RPS4およびRRS1）が協調的に働き、複数の病原体に対する抵抗反応に関与している“デュアル抵抗性蛋白質システム”を世界に先駆けて発見した。さらに、RRS1が本システムの制御因子であり、かつ、病原体の標的蛋白質である可能性が示唆されたことから、本研究では“デュアル抵抗性蛋白質システム”におけるRRS1の仕組みを明らかにし、本知見をもとに病害に対する免疫力を向上した植物を創製することで病害による作物の損失の抑制に貢献することを目指した。
RRS1はTIR領域、p-loopモチーフ、ロイシンリッチリピート(LRR)配列といった抵抗性蛋白質特有のモチーフに加えて、遺伝子発現制御に関わるWRKY、ロイシンジッパー(LZ)、核移行シグナル(NLS)といった特徴的なモチーフを有している。そこで、WRKYおよびLZモチーフにアミノ酸変異を導入して機能破壊した植物体では、恒常的に抵抗反応が誘導される一方で、NLSモチーフの変異はRRS1を介した抵抗反応に影響を与えないことが明らかとなった。さらに、RRS1のC末端領域にアミノ酸置換を導入したシロイヌナズナ形質転換体は、恒常的に抵抗反応が誘導された。以上より、RRS1の機能に重要な構造の変化はデュアル抵抗性蛋白質RPS4/RRS1複合体に影響を与え、恒常的な抵抗反応を誘導することが示された。
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