2019 Fiscal Year Research-status Report
Proteomic study of plant epidermal tissues in response to phytopathogen invasion
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18K05642
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
西内 巧 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉置 大介 富山大学, 学術研究部理学系, 特命助教 (20793053)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プロテオミクス / 表皮 / 病原糸状菌 / 侵入抵抗性 / 気孔 / 植物免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物表層において病原菌との相互作用に関与しているタンパク質を明らかにするため、病原糸状菌を接種した植物の表皮組織を用いたプロテオーム解析の実験系の構築を進めている。植物病原糸状菌であるムギ類赤かび病菌は小麦などに感染し，人畜に深刻な健康被害を及ぼすかび毒を産生する．付着器を形成しない赤かび病菌は、開花したムギ類の花に加えて、外穎表皮の気孔からも侵入することが知られている。赤かび病菌に罹病性を示すシロイヌナズにおいても葉の気孔から植物組織内へと侵入することを明らかしている。赤かび病菌の分生子懸濁液を滴下接種した葉の表皮組織からタンパク質を抽出し、昨年度までにシロイヌナズ及び赤かび病菌のそれぞれ約5000種と約1000種のタンパク質を同定可能なラベルフリー定量が可能な実験系を構築した。しかしながら、赤かび病菌側の同定タンパク質におけるエフェクター様タンパク質の割合が非常に低く、植物由来の病原菌由来の低分子タンパク質の検出が難しい状況であった。そこで、葉に胞子懸濁液を多めに滴下接種して、大きめにカットしたメッシュを被せて、数日高湿度に保つことで、植物と病原菌が相互作用する疑似的なインターフェースを作り、溶液を回収してTCAアセトン沈殿によりタンパク質を精製した試料を用いてプロテオーム解析を行ったところ、同定した1000種以上の菌側タンパク質には多くの分泌タンパク質に加えて、エフェクター様のタンパク質も多く検出することができた。また、植物由来のタンパク質も検出され、複数のPRタンパク質が含まれていた。以上のことから、疑似的なインターフェースを用いることで、植物と病原菌側の両方の分泌タンパク質を多数同定でき、またそれらには相互作用に関わるタンパク質が含まれることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定した接種系を改良することにより、植物側だけではなく、
菌側の分泌タンパク質やエフェクター様タンパク質を多数同定する実験系を構築しており、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に加えて、ナイロンメッシュを用いた植物と病原菌が相互作用する疑似的なインターフェースを活用して、シロイヌナズナの変異体に加えて、複数の病原菌についても同様の実験も進めて行きたい。
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| Causes of Carryover |
前年度に購入した消耗品を効率的な使用や国際学会に参加したため、次年度使用額が生じたが、2020年度は多様な接種系でプロテオミクス解析を行う予定であり、過不足生じないと思われる
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