Elucidation of the molecular mechanisms of rice resistance to the phytopathogen using xylanase inhibitor proteins

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05834
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Ohnuma Takayuki 近畿大学, 農学部, 教授 (60446482)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 植物病原菌 / 阻害タンパク質 / キシラナーゼ / キチナーゼ

Outline of Final Research Achievements

Xylanase inhibitor protein XIP (Xylanase Inhibitor Protien), which is one of the Pathogenesis-related (PR) proteins secreted by rice to protect itself from infection by plant pathogens, has an activity of inhibiting GH10 and/or GH11 xylanases derived from pathogens that degrade the cell wall polysaccharides of rice. In this study, it was found that rice has single xylanase inhibitor that inhibits only GH10 or GH11 and dual xylanase inhibitor that inhibits both xylanases. It was also found that the dual xylanase inhibitor has the function of simultaneously inhibiting GH10 and GH11 xylanases.

Free Research Field

応用生物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

XIPをターゲットとしたイネの耐病性の強化を行った場合、必然的に高い耐病性と難糖化性（難分解性）という形質を付与することとなる。高い耐病性はコメの収量増大をもたらすメリットがあるものの、難糖化性は生物によるイネ植物体の完全分解をしにくくし、持続可能な循環型農業の確立にとって好ましくないデメリットを与えるものと考えられる。本研究の遂行によって得られた成果は、イネのXIPを用いた生体防御の仕組みを分子レベルの解像度で明らかにしたものであり、耐病性強化一辺倒ではなく、このようなジレンマに抵触しない高い耐病性を備えかつ微生物分解され易い栽培品種の開発に役立てられるものと考えられる。