2014 Fiscal Year Annual Research Report
いもち病菌エフェクターAVR-Pikとイネ因子Pik及びHMA相互作用の解明
| Project/Area Number |
26292027
|
|---|
| Research Institution | Iwate Biotechnology Research Center |
|---|
Principal Investigator |
神崎 洋之 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 研究専門員 (10390882)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | いもち病菌 / エフェクター / AVR-Pik / イネ / HMAドメイン / 罹病性遺伝子 / タンパク質相互作用 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物病原菌の分泌するエフェクターは、植物の基礎的抵抗性や代謝を操作することにより、病原菌感染の効率を高めていることが、近年示唆されている。しかしエフェクターの機能が詳細に明らかになっている例はまだ数少なく、イネ-いもち病菌においてはほとんど明らかとなっていない。AVR-Pikの相互作用因子として同定されたイネのsHMAタンパク質について、その機能解析をおこなった。
1）sHMAタンパク質は、N末にHMA（Heavy Metal Associated domain）領域を含む低分子のタンパク質であり、イネにおいては100種類程存在している。いもち病菌から分泌されたAVR-Pikは、少なくとも8種類のsHMAとタンパク質相互作用することが、酵母Two-hybrid法或いは共免疫沈降法などにより明らかとなった。
2）sHMA遺伝子の相同性の高い領域を利用した複数の遺伝子のノックダウン、或いはUTR領域を利用した個々ののsHMA遺伝子のノックダウンしたイネに、親和性のいもち病菌を接種する試験を行った。その結果、sHMA遺伝子のノックダウンにより、いもち病菌に対する罹病性が弱まり、その効果は複数sHMA遺伝子のノックダウンの方が高いことが確認された。以上のことから複数のsHMAが罹病性遺伝子 (Susceptibility gene : S-gene) として機能していることが推定された。
3）sHMAの過剰発現されたタバコ植物、或いはsHMAのノックダウンされたイネを用いた活性酸素種（ROS）の定量実験から、sHMAはROS スカベンジャーとして機能することで、PTIカスケードを負に制御している可能性が示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
いもち病菌由来のエフェクターAVR-Pikは、イネにおいて少なくとも8種類のsHMAタンパク質と相互作用すること、さらにsHMAはROS スカベンジャーとして機能すること、などの新規な結果を得た。この点において概ね順調に進展していると思われる。しかし、AVR-PikとsHMAとの結合による細胞内局在性の変化、或いはsHMAがどのようなメカニズムでROS スカベンジャーとして機能するのかについては明らかになっておらず、課題として残っている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
イネsHMAがどのようなメカニズムで罹病性遺伝子として機能しているのか、いもち病菌由来のAVR-PikのsHMAへのタンパク質相互作用にはどのような意味があるのか、について明らかにすべく研究を推進する。特に、AVR-PikとsHMAとの結合により細胞内局在性に変化はあるのか、或いはsHMAがどのようなメカニズムでROS スカベンジャーとして機能するのかについて、イネまたはタバコ植物を用いて詳細な生化学的または細胞学的な解析をおこなう。
|
| Causes of Carryover |
次年度に消耗品費等で購入予定が生じたために次年度使用額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
活性酸素種（ROS）を扱う試験（タンパク質精製など）のために使用する。
|
-
[Journal Article] MutMap accelerates breeding of a salt-tolerant rice cultivar2015
Author(s)
Hiroki Takagi, Muluneh Tamiru, Akira Abe, Kentaro Yoshida, Aiko Uemura, Hiroki Yaegashi, Tsutomu Obara, Kaori Oikawa, Hiroe Utsushi, Eiko Kanzaki, Chikako Mitsuoka, Satoshi Natsume, Shunichi Kosugi, Hiroyuki Kanzaki, Hideo Matsumura, Naoya Urasaki, Sophien Kamoun & Ryohei Terauchi
-
Journal Title
Nature biotechnology
Volume: 33
Pages: 611-622
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] The rice (Oryza sativa L.) LESION MIMIC RESEMBLING, which encodes an AAA-type ATPase, is implicated in defense response.2014
Author(s)
Fekih R, Tamiru M, Kanzaki H, Abe A, Yoshida K, Kanzaki E, Saitoh H, Takagi H, Natsume S, Undan JR, Undan J, Terauchi R
-
Journal Title
Molecular Genetics and Genomics
Volume: 290
Pages: 445-449
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
[Book] Methods in Molecular Biology, Vol. 1127, Chapter 202014
Author(s)
Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Tamiru, M. and Terauchi, R.
Total Pages
269-275
Publisher
Springer
