Analysis of resistance and recognition mechanisms against pathogens in a resistance protein pair, RPS4 and RRS1

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05961
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所
• Principal Investigator: Narusaka Mari 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所, その他部局等, 流動研究員 (80376847)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 抵抗性蛋白質 / エフェクター / アブラナ科炭疽病菌 / シロイヌナズナ / 植物免疫

Outline of Final Research Achievements

We previously reported that the dual R-protein system, which recognizes multiple pathogens including Colletotricum higginsianum, induces resistance through the collaboration between RPS4 and RRS1. In this hypothesis, we suggest that RRS1 functions as a regulatory factor for RPS4. Therefore, we investigated the response to C. higginsianum and Pseudomonas syringae by introducing mutations in the C-terminal region of RRS1. The results showed that amino acid substitutions in the C-terminal domain conferred susceptibility to both pathogens, as well as regions that led to excessive resistance. This study revealed the involvement of the C-terminal region of RRS1 in the recognition mechanism of diverse pathogens.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物と植物が生存するためには、病原体を認識し、排除するシステムが不可欠である。これまで、個々のR蛋白質はそれぞれ単独で機能し、病原体と１対１で対応すると考えられていた。このため、シロイヌナズナのゲノム上に存在するわずか150個のR遺伝子で、数十万の病原微生物にどのように対応しているのか説明が困難であった。しかし、本研究成果により、わずかなR遺伝子で無数の病原体に対応するメカニズムを解明し、植物の免疫系も動物と同様に少ない遺伝子を組み合わせることで多様な病原体を認識して防御系を発動していることが明らかとなった。