2020 Fiscal Year Annual Research 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, 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コムギなどに感染し，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おり、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、シロイヌナズ及び赤かび病菌の多くのタンパク質の発現について比較定量可能な実験系を構築した。接種した葉の全体を用いて解析した結果と詳細に比較したところ、病原菌の接種によって2倍以上に発現変動を示したシロイヌナズナのタンパク質はあまり重複が見られず、転写因子、植物免疫に関わるシグナル伝達関連因子、PRタンパク質、細胞壁やタンパク質分解に関わるタンパク質等が表皮組織を用いた場合のみに検出された。また、赤かび病菌の胞子発芽が観察され始める接種4時間後において、表皮組織のみで植物免疫に関わるタンパク質が発現上昇を示すことから、植物免疫の初期応答に関わるタンパク質の探索にも有効であることが示された。加えて、表皮組織を用いた場合に赤かび病菌のエフェクター様タンパク質が有意に濃縮されていたことから、植物表皮を用いたプロテオミクスが、相互作用に関わる宿主植物と病原菌の両方のタンパク質同定に有効であることが示唆された。また、シロイヌナズナの気孔形成に異常のある変異体の表皮組織を用いてプロテオミクスを実施したところ、葉全体では見いだせなかった多くのタンパク質の発現変動が明らかになったことから、表皮組織における形態形成の解析にも有効であることが示唆された。
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