Role of NPR1 gene in regulating Susabi-nori (Porphyra yezoensis) immunity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Fisheries Research and Education Agency
• Principal Investigator: Yasuike Motoshige 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), グループ長 (20604820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福井 洋平 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(南勢), 主任研究員 (40565561) ; 中村 洋路 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主任研究員 (90463182)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ノリ養殖 / 生体防御 / あかぐされ病 / ゲノム編集 / トランスクリプトーム

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the nonexpressor of pathogenesis-related genes 1 (NPR1)-like gene of Susabi-nori (Neopyropia yezoensis) identified by the previous transcriptome study as the most important candidate gene for controlling defense responses of Susabi-nori to pathogens. In order to investigate the function of the NPR1-like gene, we developed a NPR1-like gene-deficient Susabi-nori strain by the genome editing technology (CRISPER/Cas9 system). A comparative transcriptome analysis of NPR1-like gene-deficient and control (wild-type) strains with immunostimulants revealed that the expression level of the genes involved in the reactive oxygen species (ROS) production cascade were decreased due to NPR1-like gene deficiency. These results suggested that the NPR1-like gene play key roles in ROS-mediated defense response in Susabi-nori.

Free Research Field

水産生物分子機能学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、スサビノリの病原体に対する防御には活性酸素種（ROS）産生が重要であることが示唆されたことから、その知見を活用したノリの耐病性品種の作出に向けた新規事業の創出に繋がることが期待できる。また、本研究により開発された、ゲノム編集により標的遺伝子破壊し、その表現型についてトランスクリプトーム解析を行い、分子ネットワークの推定を行うという手法を活用することで、スサビノリの様々な生理学的な研究を加速することが期待できる。