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2015 Fiscal Year Research-status Report

Pii依存的真性抵抗性をモデルとした、イネの病原菌認識機構と耐病性発現機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26850029
Research InstitutionIwate Biotechnology Research Center

Principal Investigator

藤崎 恒喜  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, 研究員 (30626510)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
KeywordsETI / Pii / Exo70 / integrated domain / decoy / Magnaporthe / NOI domain / rice
Outline of Annual Research Achievements

Pii (Pii-1とPii-2から成る)によるイネいもち病原力エフェクターAVR-Piiの認識機構について、これまで、AVR-PiiとPiiとの直接的な相互作用は認められないこと、AVR-Piiと特異的に結合するイネのExo70-F3がPii依存的抵抗性に特異的に関与することを示してきた。そこでExo70-F3を中心とした相互作用をyeast two hybrid assay (Y2H)で調べたところ、Exo70-F3とAVR-Piiの相互作用の他に、Exo70-F3とPii-2が弱く相互作用することがわかった。
平成27年度はこれらの結果の論文化を行った(Fujisaki et al., Plant J 2015)。また、新規のイネ側関連因子の探索を行い、Y2Hで同定したExo70/Piiインタラクターについては、Pii依存的抵抗性への関与を発現抑制により調べたが、いずれの因子についても関与は認められなかった。
次にAVR-Piiの解析をさらに進め、AVR-Piiへのランダム変異導入の影響から、Exo70-F3との結合性と非病原性因子としての機能に相関が認められることがわかった。以上のことから、PiiがExo70-F3を介して、間接的にAVR-Piiを認識する可能性がより支持されたため、PiiがExo70-F3とのより直接的な相互作用を詳細に調べ、Exo70-F3はPii-2の中でもC末端の非保存領域と相互作用することを明らかにした。この領域には基礎抵抗性のnegative regulatorとして知られるRIN4タンパク質にも保存されているNOIドメインのコアモチーフが存在し、そのモチーフに変異を入れると相互作用が破壊されることも明らかとなった。現在はこのコアモチーフを介した相互作用のPii依存的抵抗性への意義について、検証を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

いくつかの結果については論文化し発表した(Fujisaki et al., Plant J 2015)。研究計画通り、変異体を用いたAVR-Piiの機能解析を進め、Exo70-F3との相互作用と、Pii依存的抵抗性誘導能との間に相関があることを示された。Pii依存的抵抗性に関わる、新規のイネ側因子の探索についても実験をすすめた。ひとめぼれ変異体のスクリーニングについては、明瞭な形質を示す変異株は全てPii遺伝子そのものへの変異が認められた。作用の弱い形質を示す変異株についてはPii遺伝子への変異が認められず、解析を進めているが、稔実率が低く、解析が難航している。一方、Exo70との相互作用が予想されるexocyst complexの構成メンバーやY2Hスクリーニングで同定したイネ因子については発現抑制によるPii依存的抵抗性への機能評価を行った。明瞭な関与を示す新規宿主因子は見つからなかったが、このことから、既知のPiiとExo70-F3、AVR-Pii間のより直接的な相互作用について、より詳細な解析を進めた。その結果、Exo70-F3とPii-2のNOIドメインコアモチーフ相互作用するといった興味深い結果を得るに至っており、研究は概ね順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

現在、予定通り進捗しているAVR-Pii変異体の機能解析について論文化を目指すとともに、最近の研究で見出されたPii-2のNOI domainコアモチーフとExo70-F3との相互作用のPii依存的抵抗性における意義について、さらに解析を進める。

Causes of Carryover

参加予定学会への参加中止

Expenditure Plan for Carryover Budget

本研究を論文化するための論文投稿費用および本研究結果を発表するための国際学会参加費

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Rice Exo70 interacts with a fungal effector, AVR-Pii and is required for AVR-Pii-triggered immunity2015

    • Author(s)
      Fujisaki, K., Abe, Y., Ito, A., Saitoh, H., Yoshida, K., Kanzaki H., Kanzaki, E., Utsushi, H., Yamashita, T., Kamoun, S. and Terauchi, R.
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 83 Pages: 875-887

    • DOI

      doi: 10.1111/tpj.12934.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] The NOI/RIN4 integrated domain of the rice NLR Pii-2 binds to OsExo70-F3, an accessory protein required for Pii-dependent resistance.2016

    • Author(s)
      Koki Fujisaki, Yoshiko Abe, Hiromasa Saitoh, Hiroyuki Kanzaki, Hiroki Takagi, Eiko Kanzaki, Aiko Uemura, Sophien Kamoun and Ryohei Terauchi
    • Organizer
      International congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Year and Date
      2016-07-17 – 2016-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イネいもち病菌の非病原性因子AVR-Piiの亜鉛結合モチーフはAVR-Piiの安定な機能的構造形成に必須の役割を果たす2016

    • Author(s)
      藤崎恒喜・吉田健太郎・阿部善子・神崎洋之・斎藤宏昌・寺内良平
    • Organizer
      日本植物病理学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-23
  • [Book] 感染と防御をめぐる新潮流 ISSN : 1345-80862015

    • Author(s)
      斎藤宏昌・神崎洋之・藤崎恒喜・高木宏樹・吉田健太郎・寺内良平
    • Total Pages
      152 (41-46担当)
    • Publisher
      日本植物病理学会

URL: 

Published: 2017-01-06  

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