2019 Fiscal Year Research-status Report
植物の概日時計による組織特異的な非宿主抵抗性制御機構の解明
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19K06057
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
石川 敦司 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70264687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲下 英雄 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70280724)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非宿主抵抗性 / 概日時計 / 組織特異性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性を制御する ① 概日時計の組織特異性および ② 概日時計の時刻情報を表現する「出力系」について明らかにすることである。
本年度は、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性における概日時計の機能を明らかにするために、35Sプロモーターを用いて植物体全体で時計機能を阻害した系統 (pen2 CCA1ox) を作出した。作出したpen2 CCA1ox系統の葉にイネいもち病菌を接種し非宿主抵抗性について解析したところ、侵入抵抗性の顕著な低下が観察された。この結果から、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性において、概日時計CCA1が正の制御因子として機能していることが示唆された。
次に、葉のどの組織の概日時計がイネいもち病菌に対する侵入抵抗性を制御しているのかを明らかにするために、pen2変異体の葉において組織特異的に時計遺伝子を過剰発現する系統を作出した。まず初めに、葉の表皮細胞の概日時計に着目した。葉の表皮細胞特異的プロモーターとしては、表皮特異的に発現するβ-ketoacyl-coenzyme A synthase 遺伝子ECERIFERUM6 (CER6)を用いた。CER6プロモーターの下流にCCA1およびTOC1をつなぎ過剰発現させた系統をそれぞれ作出し(pen2 CER6-CCA1およびpen2 CER6-TOC1)、これら系統の葉にイネいもち病菌を接種し非宿主抵抗性について解析した。pen2 CER6-CCA1系統において侵入抵抗性の顕著な低下が観察された。この結果から、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性において、葉の表皮細胞の概日時計が正の制御因子として機能していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究により、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性（侵入抵抗性）において、概日時計 CCA1 が正の制御因子として機能していることを明らかにした。
さらに、シロイヌナズナのイネいもち病菌に対する非宿主抵抗性において、葉の表皮細胞の概日時計CCA1が正の制御因子として機能していることを明らかにした。
以上の結果から、到達目標通りの成果を上がることができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しており、今後もさらに本研究を推進させていく予定である。
来年度からは、② 概日時計の時刻情報を表現する「出力系」について明らかにしていく予定である。
そのために、pen2 CER6-CCA1系統を用いたRNAseq 解析を行い、葉の表皮細胞における概日時計 CCA1 が制御する新奇な組織特異的「出力系」遺伝子を探索する。この遺伝子発現解析により、非宿主抵抗性（侵入抵抗性）を制御する組織特異的「出力系」遺伝子が明らかになると期待される。
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| Causes of Carryover |
研究分担者が来年度と合わせて使用する予定のため。
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[Journal Article] bak1-5 mutation uncouples tryptophan-dependent and independent postinvasive immune pathways triggered in Arabidopsis by multiple fungal pathogens2020
Author(s)
Ayumi Kosaka, Marta Pastorczyk, Mariola Pislewska-Bednarek, Takumi Nishiuchi, Haruka Suemoto, Atsushi Ishikawa, Henning Frerigmann, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Pawel Bednarek, Yoshitaka Takano
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Journal Title
bioRxiv
Volume: none
Pages: none
DOI
Open Access
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