サリチル酸とジャスモン酸シグナル間の分子スイッチの同定及びその機能解析

• Project/Area Number: 13J10799
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: Nagoya University (2014-2015); Ehime University (2013)
• Principal Investigator: 岡 和 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 細胞内酸化還元反応 / 植物病害抵抗生反応 / 植物ホルモン / 植物病害抵抗性反応 / 国際情報交換 / 細胞内酸化還元 / 植物病理学 / 微生物植物間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

植物は一般的に、絶対寄生菌に対してはサリチル酸（SA）を、腐生菌や昆虫による食害にはジャスモン酸（JA）を介した防御応答を誘導するが、両抵抗性反応は互いに拮抗的に作用する。SAとJAの拮抗反応の制御因子と分子機構の大部分は不明であるため、クロストークを制御する因子の同定及びその機能解析を目的とした。これまでの結果からSA/JAシグナルの選択的活性化には細胞内酸化還元因子であるグルタチオンが関与することが示唆されており、特に細胞内タンパク質に対するグルタチオン化がSAシグナルの鍵制御因子であるNPR1の活性化に必須であることを見出した。そこで、平成27年度ではグルタチオンによるクロストークの分子メカニズムの解明を目的として、細胞内グルタチオン化レベルの上昇によるNPR1活性化メカニズムのより詳細な理解及び、JAシグナルによるSAシグナル抑制メカニズム解明を試みた。
グルタチオンによる抵抗生誘導はSA合成を介して生じている可能性が考えられるため、NahG植物及びNahGnpr1植物に対しグルタチオンを処理し、　NPR1依存的な抵抗生反応が誘導されるかを確認した。その結果、グルタチオンはSA合成を介さずにSAシグナルを活性化することが示された。また、SAシグナルにおいてグルタチオン量が増加するのに対してJAでは減少する。細胞質型グルタチオン分解酵素であるGGCTの2重変異体では、グルタチオン化レベルが上昇するとともに、JAによるSAシグナルの抑制が解除されることから、JAはグルタチオン分解酵素を発現誘導することによりグルタチオン化を抑制、NPR1の活性化を阻害し、その結果としてSAシグナルを抑制することを見出した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] サリチル酸とジャスモン酸シグナルの転写補助因子NPR1とJAZは転写コンテクスト依存的に機能転換する (2016)
  • Author(s): 野元美佳、塚越啓央、森 毅、鈴木孝征、Michael J. Skelly、岡 和、松下智直、時澤睦朋、山本義治、東山哲也、Steven H. Spoel、多田安臣
  • Organizer: 平成28年日本植物病理学会全国大会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] 植物免疫の転写補助因子 NPR1 と JAZ は転写コンテクスト依存的に機能転換する (2016)
  • Author(s): M. Nomoto, H. Tsukagoshi, T. Mori, T. Suzuki, M.J. Skelly, N. Oka, T. Matsushita, M. Tokizawa, Y.Y. Yamamoto, T. Higashiyama, S.H. Spoel, Y. Tada
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] Redox-based regulation of plant hormone signaling (2016)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Hironaka Tsukagoshi, Yasuomi Tada
  • Organizer: 名古屋大学グリーン自然科学国際教育プログラム平成27年度年次報告会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2016-01-08
• [Presentation] Redox-based regulation of plant hormone signaling (2015)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Hironaka Tsukagoshi, Yasuomi Tada
  • Organizer: NIBB Retreat 2015-There is no border within science-
  • Place of Presentation: Okazaki Conference Center
  • Year and Date: 2015-11-24
• [Presentation] Redox-based regulation of salicylic acid and jasmonate signaling pathways (2015)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Hironaka Tsukagoshi, Yasuomi Tada
  • Organizer: 新学術領域研究環境記憶統合第１回若手の回
  • Place of Presentation: ウェルシーズン浜名湖
  • Year and Date: 2015-11-18
• [Presentation] サリチル酸／ジャスモン酸シグナルを制御するNPR1とJAZが介在する転写制御ネットワークの解析 (2015)
  • Author(s): Mika Nomoto, Hironaka Tsukagoshi, Tsuyoshi Mori, Takamasa Suzuki, Michael J. Skelly, Nodoka Oka, Tomonao Matsushita, Mutsutomo Tokizawa, Yoshiharu Y. Yamamoto, Tetsuya Higashiyama, Steven H. Spoel, Yasuomi Tada
  • Organizer: 日本植物学会第79会大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2015-09-06
• [Presentation] Reciprocal regulation between salicylate- and jasmonate-responsive transcription factors in plant immunity (2015)
  • Author(s): M. Nomoto, H. Tsukagoshi, T. Mori, T. Suzuki, M.J. Skelly, N. Oka, T. Matsushita, M. Tokizawa, Y.Y. Yamamoto, T. Higashiyama, S.H. Spoel, Y. Tada
  • Organizer: International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 2015
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2015-08-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Glutathionylation regulates both plant innate immunity and senescence (2015)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Hironaka Tsukagoshi, and Yasuomi Tada
  • Organizer: Gordon Research Conference Oxidative Stress & Disease The Redox Biology of Age-Related Diseases
  • Place of Presentation: Ventura Beach Marriott Ventura, CA
  • Year and Date: 2015-03-01 – 2015-03-06
• [Presentation] Redox-based regulation of plant hormone signaling (2014)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Hironaka Tsukagoshi, and Yasuomi Tada
  • Organizer: 2014年度名古屋大学IGER年次報告会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-12-18
• [Presentation] 細胞内レドックス変化が誘導する植物防御システムの解明 (2014)
  • Author(s): 岡和
  • Organizer: 新学術領域研究「植物発生ロジック」若手ワークショップ
  • Place of Presentation: 静岡県熱海市 ホテルニューアカオ
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-22
• [Presentation] 新奇レドックス認識機構による植物防御応答システムの解明 (2014)
  • Author(s): 岡和
  • Organizer: 新学術領域研究「植物の環境感覚：刺激受容から細胞 応答まで」第5回 若手の会
  • Place of Presentation: 山形蔵王温泉 ホテルルーセントタカミヤ
  • Year and Date: 2014-10-19 – 2014-10-21
• [Presentation] レドックス感受性転写補助因子であるNPR1が制御するサリチル酸依存的植物免疫機構 (2014)
  • Author(s): 多田安臣, 野元美佳, 岡和, Mohan, R., 塚越啓央, 時澤睦朋, 大西優太朗, 山本義治, Dong, X., Spoel, S. H.
  • Organizer: 第86回日本遺伝学会大会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • Invited
• [Presentation] サリチル酸シグナルにおける新奇NPR1相互作用因子の機能解析 (2014)
  • Author(s): Mika Nomoto, M., Tsuyoshi Mori, Rajinikanth Mohan, Nodoka Oka, Mutsutomo Tokizawa, Kazuya Akimitsu, Yoshiharu Y. Yamamoto, Xinnian Dong, Yasuomi Tada
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県富山市五福)
• [Presentation] Redox-based regulation of salicylic acid/jasmonate cross-talk in Arabidop sis. (2013)
  • Author(s): Nodoka Oka, Mika Nomoto, Steven H. Spoel, Tsuyoshi Mori, Kohhei Uchihashi, Ayaka Miyamoto, Kazuya Akimitsu, Yasuomi Tada
  • Organizer: 農学先端国際フォーラム『ファイトジーンの可能性と未来VI』
  • Place of Presentation: サンポートホール高松(香川県高松市)
  • Year and Date: 2013-10-28
• [Presentation] Identification of a novel victorin-binding protein in oats. (2013)
  • Author(s): Daiki Kaneichi, Tomotaka Itaya, Kyouko Shimakawa, Nodoka Oka, Mika Nomoto, Kazuya Akimitsu, Yasuomi Tada
  • Organizer: 農学先端国際フォーラム『ファイトジーンの可能性と未来VI』
  • Place of Presentation: サンポートホール高松(香川県高松市)
  • Year and Date: 2013-10-28
• [Presentation] Salicylic acid-mediated signaling pathway in Arabidopsis. (2013)
  • Author(s): Yasuomi Tada, Yutaro Onishi, Riho Mitamura, Tsuyoshi Mori, Mitsue Tominaga, Tomotaka Itaya, Nodoka Oka, Mika Nomoto, Kohhei Uchihashi
  • Organizer: 農学先端国際フォーラム『ファイトジーンの可能性と未来VI』
  • Place of Presentation: サンポートホール高松(香川県高松市)
  • Year and Date: 2013-10-28
• [Presentation] Identification of novel NPR1-interactors in salicylic acid-dependent plant immunity. (2013)
  • Author(s): Mika Nomoto, Tsuyoshi Mori, Nodoka Oka, Riho Mitamura, Kazuya Akimitsu, Yasuomi Tada
  • Organizer: 農学先端国際フォーラム『ファイトジーンの可能性と未来VI』
  • Place of Presentation: サンポートホール高松(香川県高松市)
  • Year and Date: 2013-10-28
• [Presentation] 植物免疫を制御するレドックスシグナルの解析 (2013)
  • Author(s): 岡 和
  • Organizer: 新学術領域研究「植物の環境感覚 : 刺激受容から細胞応答まで」第4回若手の会
  • Place of Presentation: 小豆島ふるさと村(香川県小豆郡小豆島町室生)