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2020 Fiscal Year Annual Research Report

The molecular basis of the recognition of nematodes by plants

Research Project

Project/Area Number 20H02994
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

門田 康弘  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (80548975)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 植原 健人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 産学連携コーディネーター (30355458)
望田 啓子 (桑田啓子)  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任講師 (70624352)
加藤 大明  京都大学, 農学研究科, 特定研究員 (70642635)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords植物免疫 / 植物寄生線虫 / MAMP / 免疫受容体
Outline of Annual Research Achievements

植物寄生線虫は、様々な農作物に感染し甚大な被害をもたらす病害虫である。植物は病原体由来のMAMPs (microbe-associated molecular patterns)と総称される物質を細胞膜上のMAMP容体を介して認識して免疫反応を誘導する。しかし、植物寄生線虫におけるMAMP及びその受容体についてはほとんど理解が進んでいない。そこで、本研究では植物が認識する線虫由来の物質(MAMPs)を単離するとともに、遺伝学的、及び生化学的アプローチにより、植物の受容体、受容体結合因子、及び情報伝達系の因子の同定を目指す。これまでの研究により、線虫由来のペプチドX (PPN-X)はシロイヌナズナにおいて免疫応答を誘導することを発見した。そこで、遺伝学的手法によりPPN-Xに対して低感受性を示す変異体を探索した。また、シロイヌナズナの様々なエコタイプを取り寄せ、感受性を調べたところ、エコタイプによりPPN-X感受性が大きく異なることが分かった。さらに、生化学的手法を用いて線虫由来の新規MAMPの探索を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

遺伝学的スクリーニングが動き出し、変異体の候補を得ることができた。また、シロイヌナズナのエコタイプにはPPN-Xに対して低感受性を示すものや、高感受性を示すものがあることを発見した。さらに、カラムクロマトグラフィーを用いて新規MAMP活性物質の精製を進めている。このように、MAMP受容体、及び新規MAMP活性物質の同定に向けて前進していると思われる。

Strategy for Future Research Activity

次年度も遺伝学的スクリーニングを進め、PPN-X受容体の探索を行う。また、シロイヌナズナのエコタイプ間におけるPPN-X反応性の違いから組み換え近交系(Recombinant Inbred. Line: RIL)を用いたPPN-X受容体の同定も検討する。さらに、カラムクロマトグラフィーを用いたMAMP活性物質の精製を進め、新規MAMP活性物質の同定を目指す。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] フランス国立農学研究所(INRA)(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      フランス国立農学研究所(INRA)
  • [Int'l Joint Research] The Sainsbury Laboratory(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      The Sainsbury Laboratory
  • [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      University of Zurich
  • [Journal Article] <i>Solanum palinacanthum</i> Dunal as a potential eggplant rootstock resistant to root‐knot nematodes2022

    • Author(s)
      Murata Gaku、Uehara Taketo、Lee Hyoung Jae、Mizutani Masaharu、Kadota Yasuhiro、Shinmura Yoshimi、Saito Takeo、Uesugi Kenta
    • Journal Title

      Journal of Phytopathology

      Volume: 170 Pages: 185~193

    • DOI

      10.1111/jph.13067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcriptomic Analysis of Resistant and Susceptible Responses in a New Model Root-Knot Nematode Infection System Using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • Author(s)
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 12 Pages: 680151

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.680151

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Activation loop phosphorylation of a non-RD receptor kinase initiates plant innate immune signaling2021

    • Author(s)
      Bender Kyle W.、Couto Daniel、Kadota Yasuhiro、Macho Alberto P.、Sklenar Jan、Derbyshire Paul、Bjornson Marta、DeFalco Thomas A.、Petriello Annalise、Font Farre Maria、Schwessinger Benjamin、Ntoukakis Vardis、Stransfeld Lena、Jones Alexandra M. E.、Menke Frank L. H.、Zipfel Cyril
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: e2108242118

    • DOI

      10.1073/pnas.2108242118

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ネコブセンチュウエフェクターによる植物免疫抑制機構の解析2021

    • Author(s)
      佐藤 一輝、門田 康弘、Gan Pamela、植原 健人、槇 紀子、Mukhtar Shahid M.、白須 賢
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [Presentation] Transcriptomic analysis of resistant and susceptible responses in a new model root-knot nematode infection system using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • Author(s)
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • Organizer
      2021 IS-MPMI Congress: eSymposia Series
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規モデル感染システムを用いた線虫抵抗性・感受性応答のトランスクリプトーム解析2021

    • Author(s)
      佐藤 一輝、植原 健人、Gan Pamela、槇 紀子、鈴木 孝征、門田 康弘、白須 賢
    • Organizer
      日本線虫学会 第28回大会
  • [Remarks] 理化学研究所 環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループ

    • URL

      http://plantimmunity.riken.jp/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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