Revealing interplay between antiviral immunity and recessive resistance in plants

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K14434
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 橋本 将典 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (20615273)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 劣性抵抗性 / 植物ウイルス / 植物免疫

Outline of Annual Research Achievements

植物は、RNAウイルスに対して複数の免疫システムを備えていることが知られているが、ある免疫システムが発動した際に、その他のシステムがどのように影響を受けるのか明らかになっていない。これまでに、研究代表者らが同定した植物ウイルスに対する劣性免疫因子について、複数のウイルス免疫システムにおいて予想される多面的な機能について研究を行った。
1年目は、劣性免疫因子と相互作用する植物側因子のスクリーニングを行うとともに、ホルモン性免疫およびNMD免疫との関連性を遺伝子発現の側面から調べた。その結果、植物因子のスクリーニングではNMD免疫との関連性を示唆する因子が特定されたのに対して、劣性免疫変異体においてはNMD免疫の変動は確認されず、ホルモン性免疫の変動を示すマーカー遺伝子の発現上昇が検出された。
2年目は、前年度の結果を踏まえて以下の実験を行った。まず、劣性免疫との関連性が示唆されたホルモン性免疫について、ホルモン性免疫変異体と劣性免疫変異体の二重変異体を作製し、ウイルス接種を行い劣性免疫への影響を評価した。その結果、二重変異体ではホルモン性免疫の変動が抑制されたにもかかわらず、劣性免疫はほとんど影響を受けないことが示唆された。また、前年度に特定された相互作用因子について、劣性免疫因子との細胞内局在解析を行ったところ、いくつかの因子が植物の細胞質内の顆粒状構造に局在した。また、相互作用因子の配列から、結合に関わると予想された数カ所のアミノ酸残基に変異を導入し結合の有無を評価し、相互作用因子との結合に重要な領域を特定した。以上のことから、劣性免疫においては既知のホルモン性免疫による影響はほとんど受けていないことが示唆された。また、相互作用因子との結合に重要な領域を特定し、劣性免疫の機能解明に向け重要な知見を得た。

Research Products

• [Journal Article] Functional Conservation of EXA1 Among Diverse Plant Species for the Infection by a Family of Plant Viruses (2019)
  • Author(s): Yusa A, Neriya Y, Hashimoto M, Yoshida T, Fujimoto Y, Hosoe N, Keima T, Tokumaru K, Maejima K, Netsu O, Yamaji Y, Namba S
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 5958
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42400-w
  • Peer Reviewed / Open Access