Molecular basis of plant NB-LRR receptor-mediated immune activation and transcription of host genes controlled by pathogens

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00945
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Kawasaki Tsutomu 近畿大学, 農学部, 教授 (90283936)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 児嶋 長次郎 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50333563)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 植物免疫 / NB-LRR / エフェクター / イネ / 病害抵抗性

Outline of Final Research Achievements

Plant NB-LRR receptors recognize pathogen-derived effectors secreted into plant cells, and induce strong immune responses. However, the molecular mechanism of how NB-LRR receptors induce immunity is largely unknown. In this study, we found that rice transcription factor ERF101 that interacts with rice NB-LRR receptor Xa1 functions as a positive regulator for Xa1-mediated immunity. Bacterial transcription activator-like (TAL) effectors possess the transcriptional activity that induces expression of host genes. We found that TAL effectors utilize host proteins involved in transcriptional regulation.

Free Research Field

植物免疫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

世界的な環境変動により、病害虫の発生地域が変化・拡大することで、農業生産に大きな損失をもたらしており、新たな耐病性技術の開発が望まれている。NB-LRR型受容体は、様々な病虫害に対して抵抗性を誘導するため、古くから農業現場で利用されてきた。しかし、NB-LRR型受容体が未だにどのように免疫反応を誘導しているかは理解されていない。NB-LRR型受容体の免疫活性化機構を理解できれば、病害虫抵抗性を付与する次世代型農業技術の開発に貢献することが期待される。また、病原菌のエフェクターは病原力の鍵因子として働いており、その機能解明は、病原菌の増殖を抑制する技術に結びつくことが期待される。