遺伝子発現抑制細胞を用いた植物のシグナル伝達系の解析

• Project/Area Number: 04F03316
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: 植物生理
• Research Institution: Meiji University
• Host Researcher: 澁谷 直人(2005) 明治大学, 農学部, 教授 ; 渋谷 直人(2004) 明治大学, 農学部, 教授
• Foreign Research Fellow: ALBERT P. 明治大学, 農学部, 外国人特別研究員 ; ALBERT Premkumar 明治大学, 農学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed(Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost : ¥2,400,000); Fiscal Year 2005 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000); Fiscal Year 2004 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
• Keywords: イネ / シロイヌナズナ / ホスホリパーゼD / エリシター / RNAi / シグナル伝達 / 活性酸素応答 / キチンオリゴ糖 / 防御応答 / PLD

Research Abstract

我々はこれまで生化学的手法により、エリシターによる防御応答誘導過程においてホスホリパーゼD(PLD)が重要な役割を果たしていることを示してきた。今回の研究ではこの過程に関わるPLD遺伝子を明らかにするため、それぞれのPLD遺伝子をノックダウンしたイネ細胞を用いてエリシター応答を解析した。当初、アンチセンス法によりイネPLDαの発現を抑制した細胞を用いてエリシター応答を解析したところ、非形質転換体と差異が認められなかったため、イネゲノム中に存在する8個のPLD遺伝子全てについてノックダウン型形質転換体を作出することとした。このため、それぞれの遺伝子に固有の配列を組み込んだRNAi用ベクターを作製し、形質転換を行った。これらの形質転換細胞について遺伝子発現抑制の程度を評価したところ、イネの8個のPLD遺伝子中、6個について顕著に遺伝子発現が抑制された細胞系を得ることができた。残る2種のうち、1つについては遺伝子発現そのものが確認されていないため、対象外とした。これらについてエリシター処理後の活性酸素応答を調べたところ、特定のPLD遺伝子発現抑制細胞において活性酸素応答の低下が認められた。今後、結果の再現性、エリシター応答性遺伝子発現への影響などを複数の系統について確認し、エリシター応答に関わるPLD遺伝子を特定する予定である。
また、エリシターシグナル伝達過程の遺伝学的解析のため、シロイヌナズナ変異体のエリシター応答をハイスループットで解析する新たな実験系を開発した。この方法により各種のシグナル伝達系変異体、受容体関連遺伝子変異体について解析を進めた結果、キチンオリゴ糖エリシターの受容・伝達過程に関する新しい知見を得ることができた。

Research Products

• [Journal Article] Elicitor-induced activation of phospholipases plays an important role for the induction of defense responses in suspension-cultured rice cells. (2005)
  • Author(s): T.Yamaguchi, E.Minami, J.Ueki, N.Shibuya
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 46 Pages : 579-587
• [Journal Article] RERJ1, a jasmonic acid-responsive gene from rice endodes a basic helix-loop-helix protein. (2005)
  • Author(s): K.Kiribuchi, M.Sugimori, M.Takeda, T.Otani, K.Okada, H.Onodera, M.Ugaki, Y.Tanaka, C.Tomiyama-Akimoto, T.Yamaguchi, E.Minami, N.Shibuya, T.Omori, M.Nishiyama, H.Nojiri, H.Yamane
  • Journal Title: Biochemical Biophysical Research Communications 325 Pages : 857-863
• [Journal Article] An efficient experimental system to study the elicitor-induced defense responses in Arabidopsis thaliana (2005)
  • Author(s): P Albert, A Miya, K Hiratsuka, N Kawakami^1, N Shibuya^<1)>
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology 46(supplement)(In press)
• [Journal Article] Two rice GRAS family genes responsive to N-acetylchitooligosaccharide elicitor are induced by phytoactive gibberellins : Evidence for cross talk between elicitor- and gibberellin-signaling (2004)
  • Author(s): RB Day, S Tanabe, M Koshioka, T Mitsui, H Itoh, M Ueguchi-Tanaka, M Matsuoka, H Kaku, N Shibuya, E Minami
  • Journal Title: Plant Molecular Biology 54 Pages : 261-272
• [Journal Article] Characterization and cDNA cloning of monomeric lectins that correspond to the B-chain of a type 2 ribosome-inactivating protein from the bark of Japanese elderberry (Sambucus sieboldiana). (2004)
  • Author(s): MA Rojo, H Kaku, N Ishii-Minami, E Minami, M Yato, S Hisajima, T Yamaguchi, N Shibuya
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 135 Pages : 509-516
• [Journal Article] Phospholipase D Induced by Hydrogen Peroxide in Suspension-cultured Rice Cells. (2004)
  • Author(s): T Yamaguchi, S Tanabe, E Minami, N Shibuya
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology 45 Pages : 1261-1270
• [Journal Article] Stemar-13-ene synthase, a diterpene cyclase involved in the biosynthesis of the phytoalexin oryzalexin S in rice (2004)
  • Author(s): T Nemoto, E-M Cho, A Okada, K Okada, K Otomo, Y Kanno, T Toyomasu, W Mitsuhashi, T Sassa, E Minami, N Shibuya, M Nishiyama, H Nojiri, H Yamane
  • Journal Title: FEBS Letters 571 Pages : 182-186