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2021 Fiscal Year Annual Research Report

植物寄生線虫による植物免疫抑制機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19J00655
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

佐藤 一輝  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Keywords植物寄生線虫 / ネコブセンチュウ / 植物免疫 / エフェクター / 抵抗性植物
Outline of Annual Research Achievements

本年度までに、90個ほどの候補遺伝子から細胞膜免疫受容体、ならびに細胞内免疫受容体で誘導される免疫応答を抑えるネコブセンチュウエフェクターを網羅的に探索し、複数のエフェクターが免疫抑制に寄与することがわかってきた。これらの中には、パターン誘導免疫のみを抑制するエフェクターや、パターン誘導免疫とNLR誘導免疫を共に抑制するエフェクターが含まれていた。この結果は、線虫が異なる植物分子を標的とする複数のエフェクターを分泌することで、植物の多層的な免疫応答を抑制しながら感染していることを示唆している。これら免疫を強力に抑制するエフェクターについては、エフェクター遺伝子を発現するトランスジェニック植物を用いた感染実験系、あるいはウィルス誘導ジーンサイレンシングで線虫におけるエフェクター発現を抑制する感染実験系を用いて、エフェクターが線虫の感染に重要な役割を有するかを試験している。さらに、シロイヌナズナの根から作成したcDNAライブラリを用いた酵母ツーハイブリッドスクリーニングにより、これらのエフェクターが標的とする植物分子 (カルシウム結合タンパク質や転写因子など)を絞り込んだ。これらの標的タンパク質候補とエフェクターとの相互作用は植物体内での局在解析や共免疫沈降解析等、複数の方法を用いて確認を進めている。また、ネコブセンチュウはシロイヌナズナ(アブラナ科)だけでなく、トマトやトルバム(ナス科)など、幅広い植物種に寄生できる。そのため、今後は絞り込まれた標的因子が他の宿主植物でも共通しているのかなどにも着目して、エフェクターによる免疫抑制機構を明らかにしていく必要がある。
以上のように、本研究ではゲノム・トランスクリプトーム解析をもとに免疫を強力に抑制するエフェクターを発見することに成功し、今後の線虫-植物間相互作用の分子レベルでの解析における基盤となる成果を得ることができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Bonn(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      University of Bonn
  • [Int'l Joint Research] University of California, Davis/The University of Alabama at Birmingham(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Davis/The University of Alabama at Birmingham
  • [Int'l Joint Research] University of Cambridge(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Cambridge
  • [Int'l Joint Research] フランス国立農学研究所(INRA)(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      フランス国立農学研究所(INRA)
  • [Journal Article] Transcriptomic Analysis of Resistant and Susceptible Responses in a New Model Root-Knot Nematode Infection System Using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • Author(s)
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 12 Pages: 680151

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.680151

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ネコブセンチュウエフェクターによる植物免疫抑制機構の解析2022

    • Author(s)
      佐藤 一輝、門田 康弘、Gan Pamela、植原 健人、槇 紀子、Mukhtar Shahid M.、白須 賢
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [Presentation] Transcriptomic analysis of resistant and susceptible responses in a new model root-knot nematode infection system using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • Author(s)
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • Organizer
      2021 IS-MPMI Congress: eSymposia Series
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規モデル感染システムを用いた線虫抵抗性・感受性応答のトランスクリプトーム解析2021

    • Author(s)
      佐藤 一輝、植原 健人、Gan Pamela、槇 紀子、鈴木 孝征、門田 康弘、白須 賢
    • Organizer
      日本線虫学会 第28回大会
  • [Remarks] 理化学研究所 環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループ

    • URL

      http://plantimmunity.riken.jp/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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