2021 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of the mechanism of resistance acquisition by carbon/nitrogen control in plants according to the mode of infection of pathogens
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18K14728
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
前川 修吾 立教大学, 理学部, 助教 (80711209)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物免疫 / 細胞死 / C/N応答 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「植物の炭素/窒素バランス（C/N）制御による、病原菌の感染様式に応じた抵抗性獲得機構」という植物が病原菌に対抗する新しい視点をもたらすことを目的として行われた。この目的のために、本研究では寄生性病原菌と腐敗性病原菌それぞれについて、植物が細胞内のC/Nを制御することで能動的にViabilityを調節して抵抗性を発揮している、と仮説をたて、それを検証した。
最終年度にあたる本年度は、C/Nが寄生性病原菌の感染に対する抵抗性の調節因子であるかどうかを検証するために、自発的細胞死を起こす変異体を用いて、生育培地中のCとNの比率が細胞死の表出に対してどのような影響を与えるかを検証した。その結果、High C/Low N条件では比較的早く、Low C/High N条件では比較的遅く細胞死が表れた。このことは寄生性病原菌感染時の植物の対抗手段である自発的細胞死が、細胞内のC/N条件によって調節されていることを示唆した。
また、糖（炭素）応答と密接なかかわりのあるリボソームストレス応答の解析を行った。動物においてinosine-5’-monophosphate dehydrogenase (IMPDH)の機能抑制がリボソームストレスを生じさせることが報告されたことから、植物においても同様であるかを検証した。その結果、シロイヌナズナのIMPDHホモログの変異体においてリボソームストレスの指標となる核小体サイズの変化や生育不良などがみられた。このことは糖応答やリボソームストレス応答に新たな視点をもたらす成果が期待できる。
事業期間全体を通して、植物の防御応答におけるいくつかの状況においてC/Nが影響を与える因子であることを示唆する結果が得られてきた。また、C応答と密接にかかわるリボソームストレス応答のメカニズムの一端を明らかにすることができた。
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[Journal Article] The TGN/EE SNARE protein SYP61 and the ubiquitin ligase ATL31 cooperatively regulate plant responses to carbon/nitrogen conditions in Arabidopsis2022
Author(s)
Yoko Hasegawa, Thais Huarancca Reyes, Tomohiro Uemura, Anirban Baral, Akari Fujimaki, Yongming Luo, Yoshie Morita, Yasushi Saeki, Shugo Maekawa, Shigetaka Yasuda, Koki Mukuta, Yoichiro Fukao, Keiji Tanaka, Akihiko Nakano, Junpei Takagi, Rishikesh P Bhalerao, Junji Yamaguchi, Takeo Sato
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Journal Title
THE PLANT CELL
Volume: 34
Pages: 1354-1374
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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