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2015 Fiscal Year Research-status Report

膜ラフトによる植物免疫制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26850232
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

長野 稔  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (80598251)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords膜ラフト / 自然免疫 / イネ
Outline of Annual Research Achievements

本研究はイネの自然免疫機構における膜ラフトの機能を解明することを目的とし、1. 病害応答性膜ラフト局在型OsRbohの同定と機能解析と、2. 新規の病害応答性膜ラフトタンパク質の同定と機能解析、の2つの解析を行っている。
本年度は1に関してはまず、イネに存在する9つのRboh(OsRbohA-OsRbohI)の詳細な組織別発現解析を行った。その結果、前年度の解析から病害応答性膜ラフト局在型OsRbohであると同定されたOsRbohHはイネ培養細胞での発現が高いにもかかわらず、植物体での発現は極めて低かった。一方、同じく病害応答性膜ラフト局在型OsRbohであるOsRbohBは、OsRbohHとは逆に培養細胞での発現が低く、植物体での発現は高かった。そこで、RNAi法を用いてOsRbohBをノックダウンさせたイネ植物体(OsRbohB-KD)を作出し、イネいもち病菌接種実験を行った。その結果、野生型と比較してOsRbohB-KDでは病班長の拡大、及び菌量の増加が見られたため、OsRbohBがイネいもち病耐性に必須であることが見出された。この結果から、病害応答性膜ラフト局在型OsRbohのイネ免疫機構における重要性が明らかになった。
2に関しては、前年度同定した新規の病害応答性膜ラフトタンパク質の中からOsRbohB&HやOsRac1と同様にキチン処理後10分で増加し、30分で元に戻る一過性膜ラフトタンパク質に着目し、4つのタンパク質に関して蛍光タンパク質融合タンパク質を作製し、共焦点レーザー顕微鏡で局在観察を行った。その結果、いずれも細胞膜に局在し、膜ラフトへの局在性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

病害応答性膜ラフト局在型OsRbohであるOsRbohBがイネ自然免疫に必須であることを新しく見出すことができた。また、この結果を論文にまとめて投稿することができた。また、新規の病害応答性膜ラフトタンパク質候補の中で膜ラフトへの局在が示唆されるタンパク質を選抜できた。

Strategy for Future Research Activity

1に関しては、本年度においてGFP-OsRbohBとmCherry-OsRac1との細胞膜上での詳細な共局在を全反射照明蛍光顕微鏡を用いて観察しようと試みたが、プロトプラストでの一過的発現系を用いたためか共発現している細胞の数が少なく、顕微鏡観察を行うことが困難であった。そこで、恒常的にGFP-OsRbohBとmCherry-OsRac1を共発現させたイネ培養細胞を作出し、細胞膜上での詳細な共局在性の観察に再度挑戦する。
2に関しても、これまで細胞膜に局在することが明らかになったタンパク質に関して、その蛍光タンパク質融合タンパク質を恒常的に発現するイネ培養細胞を作出し、全反射照明蛍光顕微鏡を用いて細胞膜上での詳細な局在解析を行う。
上記の解析には、イネに病害応答反応を引き起こすキチンを用いることで、その応答性に関しても解析を行う。

Causes of Carryover

本年度試みた全反射照明蛍光顕微鏡を用いたGFP-OsRbohBとmCherry-OsRac1との細胞膜上での詳細な共局在観察が、プロトプラストでの一過的発現系を用いたことが原因で、鮮明な画像を得ることができなかった。そこで、次年度では恒常的にGFP-OsRbohBとmCherry-OsRac1を共発現させたイネ培養細胞を作出し、細胞膜上での詳細な共局在性の観察に再度挑戦する。

Expenditure Plan for Carryover Budget

新たなコンストラクトの作製と、それを形質転換したイネの作出をためのキット類、及び培地作製等の試薬類を購入する。また、全反射照明蛍光顕微鏡は他研究機関のものを使用させていただくため、そのための出張費として使用する。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015 Other

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

  • [Journal Article] Ethylene Biosynthesis Is Promoted by Very-Long-Chain Fatty Acids during Lysigenous Aerenchyma Formation in Rice Roots2015

    • Author(s)
      Yamauchi T, Shiono K, Nagano M, Fukazawa A, Ando M, Takamure I, Mori H, Nishizawa NK, Kawai-Yamada M, Tsutsumi N, Kato K, Nakazono M
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 169 Pages: 180-193

    • DOI

      10.1104/pp.15.00106

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イネの細胞膜マイクロドメインに局在するNADPHオキシダーゼは自然免疫に関与する2016

    • Author(s)
      長野稔、島本功、川合真紀
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手県盛岡市 岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] 細胞膜マイクロドメインはNADPHオキシダーゼを介して植物免疫を制御する2015

    • Author(s)
      長野稔、石川寿樹、藤原正幸、島本功、川合真紀
    • Organizer
      BMB2015
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市 神戸ポートランド
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] 2-hydroxylation of sphingolipid fatty acids is essential for the formation of plasma membrane microdomains and innate immunity in plants2015

    • Author(s)
      Minoru Nagano, Toshiki Ishikawa, Tomomi Ukawa, Masayuki Fujiwara, Ko Shimamoto, Maki Kawai-Yamada
    • Organizer
      26th International Conference on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      フランス
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-09
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 遺伝子環境工学研究室

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~geneenvtech/index.html

  • [Remarks] 戦略的研究部門グリーン・環境領域

    • URL

      http://gr-en.saitama-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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