2012 Fiscal Year Annual Research Report
膜交通、活性酸素・カルシウムシグナル制御による植物免疫亢進と新奇植物防除剤の創出
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23380027
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部, 教授 (50211884)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 活性酸素種 / カルシウムイオン / 膜交通系 / オートファジー / シグナル伝達系 / サリチル酸経路 / 植物防疫剤 / ジャスモン酸経路 |
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| Research Abstract |
病原菌感染時に植物の免疫応答を亢進することで耐病性を付与する植物免疫活性化剤は、耐性菌の出現回避や圃場の微生物相の保全等のために有効と考えられる。しかし、このような化合物は、サリチル酸(SA)経路に作用する数種しか報告されておらず、適用範囲も限定的なのが現状である。
タバコBY-2細胞に卵菌由来のタンパク質性エリシターcryptogeinを処理するモデル実験系を用いて、植物免疫情報伝達系や過敏感細胞死(PCD)誘導機構の研究を進めて来た。その結果、NADPHオキシダーゼを介したROSの積極的生成のパターンと、遺伝子発現やPCDとの間に相関関係を見出し、それを指標とした簡便な植物免疫活性化剤の選抜系を開発した(PCT出願済)。本手法を用いて、約11,000化合物のケミカルスクリーニングを行い、58種の化合物を植物免疫活性化剤候補として選抜した。これらの作用機構を調べるため、化合物で前処理したシロイヌナズナをflg22で処理し、SA経路及びジャスモン酸(JA)経路のマーカー遺伝子の発現量の変化を調べた。その結果、選抜した化合物には、既知の植物免疫活性化剤と同様のSA経路の活性化剤だけでなく、これまでに報告のないJA経路や、両方の経路の活性化剤が含まれていた。これらは、新規の機構により植物免疫を活性化する可能性が想定され、その作用機構の解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の過程で着想し、開発したハイスループットのケミカルスクリーニング系を用いて、大規模な選抜を実施することができ、有望な化合物を多数単離することができた。その結果、これまで全く未知の経路を活性化する化合物の発見に結びつくことが期待される結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度に単離した候補化合物の詳細な解析を進める。これまでに報告のないジャスモン酸経路の活性化剤が得られた可能性を検証すると共に、作用機構の解明を進める。
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Research Products
(54 results)
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[Journal Article] Coordination structures of Mg2+ and Ca2+ in three types of tobacco calmodulins in solution: Fourier-transform infrared spectroscopic studies of side-chain COO- groups.2013
Author(s)
Suzuki N, Imai LF, Kato K, Nagata K, Ohashi Y, Kuchitsu K, Tanokura M, Sakamoto A, Nara M, Nakano M, Yonezawa N
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Journal Title
Bioploymers
Volume: 99
Pages: 472-483
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regulation of a proteinaceous elicitor-induced Ca2+ influx and production of phytoalexins by a putative voltage-gated cation channel, OsTPC1, in cultured rice cells.2012
Author(s)
Hamada H#, Kurusu T#, Okuma E, Nokajima H, Kiyoduka M, Koyano T, Sugiyama Y, Okada K, Koga J, Saji H, Miyao A, Hirochika H, Yamane H, Murata Y, Kuchitsu K
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 287
Pages: 9931-9939
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Plasma membrane protein OsMCA1 is involved in regulation of hypo-osmotic shock-induced Ca2+ influx and modulates generation of reactive oxygen species in cultured rice cells.2012
Author(s)
Kurusu T, Nishikawa D, Yamazaki Y, Gotoh M, Nakano M, Hamada H, Yamanaka T, Iida K, Nakagawa Y, Saji H, Shinozaki K, Iida H, Kuchitsu K
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Journal Title
BMC Plant Biology
Volume: 12
Pages: e11
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Involvement of the putative Ca2+-permeable mechanosensitive channels, NtMCA1 and NtMCA2, in Ca2+ uptake, Ca2+-dependent cell proliferation and mechanical stress-induced gene expression in tobacco (Nicotiana tabacum) BY-2 cells.2012
Author(s)
Kurusu T, Yamanaka T, Nakano M, Takiguchi A, Ogasawara Y, Hayashi T, Iida K, Hanamata S, Shinozaki K, Iida H, Kuchitsu K
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Journal Title
Journal of Plant Research
Volume: 125
Pages: 555-568
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] イネの雄性生殖器官発達におけるオートファジーの役割2013
Author(s)
小谷野 智子, 来須 孝光, 花俣 繁, 久保 貴彦, 野口 祐平, 八木 智華子, 永田 典子,大西 孝幸, 木下 哲, 倉田 のり, 朽津 和幸
Organizer
日本植物生理学会
Place of Presentation
岡山大学
Year and Date
20130321-20130323
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[Presentation] Regulation and physiological roles of NADPH oxidase-mediated production of reactive oxygen species in angiosperms and bryophytes.2012
Author(s)
S. Yabuta, T. Yamada, S. Kimura, T. Kawarazaki, A. Iizuka, H. Kaya, T. Kurus, K. Ishizaki, R. Nishihama, T. Kohchi, K. Kuchitsu
Organizer
International Marchantia Workshop 2012
Place of Presentation
ホテルグリーンピア南阿蘇
Year and Date
20121115-20121117
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[Presentation] Roles of autophagy in male reproductive development and fertilization in rice.2012
Author(s)
Tomoko Koyano, Takamitsu Kurusu, Shigeru Hanamata, Takahiko Kubo, Yuhei Noguchi, Chikako Yagi, Noriko Nagata, Takayuki Ohnishi, Tetsu Kinoshita, Nori Kurata, Kazuyuki Kuchitsu
Organizer
International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants.
Place of Presentation
名古屋市
Year and Date
20121112-20121116
Invited
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