2015 Fiscal Year Annual Research Report
イネにおけるジャスモン酸非依存性病害抵抗性発現機構の解明
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25450157
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
山根 久和 帝京大学, 理工学部, 教授 (80090520)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イネ / 病害抵抗性 / ファイトアレキシン / ジャスモン酸 / サイトカイニン / エリシター / シグナル伝達 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネにおいて病原菌感染に応答して生産されるジテルペン型ファイトアレキシン（DP)は、ジャスモン酸 (JA) を介したシグナル伝達経路（JA依存性経路）とJAを介さないシグナル伝達経路（JA非依存性経路）により誘導される。本研究は、JA非依存性経路において機能する二次シグナル物質や鍵転写因子を単離し、その生理機能を解明することを目的としたものである。まず、野生型イネとJA生合成変異体イネであるcpm2を用いて、DPを誘導するシグナル物質の探索を行ったところ、野生型、cpm2両方において植物ホルモンの一つであるサイトカイニン (CK) の生産が誘導されることが示された。また、CKが、野生型でもcpm2においても同等にDPを誘導することやファイトアレキシン生産に至るシグナル伝達において、JAとCKが相互に抑制的に機能していることも明らかになった。さらに、cpm2においては、Cu2Cl2処理（病原菌感染と同様にイネに病害抵抗性反応を誘導する）により、CK が野生型イネ以上のレベルで生産誘導されることも示された。イネ葉身において、Cu2Cl2処理により誘導されるCK 生合成酵素を分子生物学的手法により探索したところ、LOGL9とIPT3がCu2Cl2誘導のCK生合成において鍵酵素として機能している可能性が示された。現在、ストレス誘導的なCK合成が起こらない変異体の取得を目指し、LOGL9とIPT3の遺伝子破壊株の作製をCRISPR-Cas9を用いたゲノム編集の手法を用いて試みている。一方、ファイトアレキシン生産を誘導するUV-C照射やセレブロシド処理により、cpm2において野生型と同等、あるいはそれ以上にDPが誘導されることも分かった。こうして、JA非依存性のファイトアレキシン生産は、様々なストレスによって誘導され、JA依存性のストレス応答を補完する機能を有することが強く示唆された。
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[Journal Article] DITERPENOID PHYTOALEXIN FACTOR, a bHLH Transcription Factor, Plays a Central Role in the Biosynthesis of Diterpenoid Phytoalexins in Rice2015
Author(s)
Yamamura C, Mizutani E, Okada K, Nakagawa H, Fukushima S, Tanaka A, Maeda S, Kamakura T, Yamane H, Takatsuji H, and Mori M
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Journal Title
Plant J
Volume: 84
Pages: 1100-1113
DOI
Peer Reviewed
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