2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20H02953
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
森 昌樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 再雇用職員 (50192779)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Ivan Galis 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (90360502)
野村 崇人 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
井上 晴彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (10435612)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イネ / 病害抵抗性 / 虫害抵抗性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①BSR1による、広範な病害に対する抵抗性機構の解明
前年度同定したBSR1相互作用候補タンパク質について、酵母ツーハイブリッド法による相互作用の確認実験を実施したが、相互作用は確認できなかった。（分担者井上担当）。よって別の方法での確認の準備中である。一部の候補遺伝子については先行して高発現イネを作出した。また、発現レベルが中程度のOsUbi7プロモーターでBSR1を高発現したイネの隔離圃場栽培を実施し、圃場環境（畑晩播）でもいもち病抵抗性を示すことを明らかにした。しかしながら水田栽培での収量についてはWTよりやや低めであった（分担者井上担当）。これは発現レベルがまだ強すぎたためと考えられ、実用化にはもっと弱めのプロモーター或いは病害誘導的なプロモーターを使用する必要がある。
②BSR1を介した植物の害虫認識機構、害虫抵抗性機構の解析
HAMPに対する応答がCEBiP -KOイネでは低下したので、HAMP認識へのCEBiPの関与が示された。BSR1-OXイネで鱗翅目害虫の食害を模した傷＋吐き戻し液処理条件下で揮発性物質の定量を行い、WTに比べ発生量の減少しているモノテルペン、セスキテルペン、芳香族化合物をそれぞれ見出し、また同処理によりOXイネではファイトアレキシンの生産も亢進していることを明らかにした（分担者Galis担当）。
③BSR2による、広範な病害に対する抵抗性機構の解明 －抵抗性誘導物質の同定
溶媒分画後のBSR2-OXイネ抽出物に対しシリカゲルカラムやグラファイトカーボンカラムによる分画を行い（分担者野村担当）、バイオアッセイ（紋枯病抵抗性評価）を実施したが、残念ながら活性はどこにも認められなかった。現在さらに鋭敏なバイオアッセイ系を準備中である。また、BSR2高発現トレニアが2種の重要病害に抵抗性になること、花も大きくなることに関する論文発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
BSR1相互タンパク質の同定、BSR2-OXイネ中の抵抗性誘導物質の同定についてはやや遅れている。一方で、論文を２つ発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
①BSR1による、広範な病害に対する抵抗性機構の解明
我々はこれまでに病原体に由来するMAMPs応答にBSR1が関与することを明らかにしている。一方で病害が発生すると細胞が損傷を受け内容物の流出が起こり、それを認識した防御応答が起こる。この防御応答を誘導する植物細胞由来物質（DAMPs）としてイネではOsPepsが知られており、ROS生産を活性化することが報告されている。そこでBSR1がOsPepsによる応答にも関与しているかどうかを明らかにする。タンパク質相互作用の確認については、ベンサミアナタバコを用いたプルダウンのシステムに切替える予定で現在準備中である（分担者井上担当）。前年度作出した高発現イネについて病害抵抗性を評価する。
②BSR1を介した植物の害虫認識機構、害虫抵抗性機構の解析
ヨトウムシの吐き戻し液中のキチンをイネが認識しているかどうかについて明らかにする。前年度の遺伝子発現解析の結果、BSR1-OXイネへの傷＋吐き戻し液処理により抑制される遺伝子の多くがエチレン抑制性遺伝子だったため、BSR1-OXイネとWTで発生するエチレンを定量・比較する（分担者Galis担当）。また、BSR1-OXイネの葉における物理・化学的な変化の有無について、トライコームやリグニン量に着目しWTと比較する（分担者Galis担当）。
③BSR2による、広範な病害に対する抵抗性機構の解明 －抵抗性誘導物質の同定
抵抗性誘導物質の同定についてはシロイヌナズナのPseudomonas抵抗性を指標としたより鋭敏なバイオアッセイ系に切替える予定で準備中である。本年度はこの系を用いてバイオアッセイを行い、活性画分の絞り込み、同定を行う。精製、機器分析等については分担者野村が担当する。並行してBSR2-OX、KO、WTイネでメタボローム解析を実施し、高発現で増加しKOで減少する物質の同定を行う。
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