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感染植物のオキシダティブバーストの分子機構と局部・全身的感染防御応答の統御機能

研究課題

研究課題/領域番号 11306004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物保護
研究機関名古屋大学

研究代表者

道家 紀志  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80023472)

研究分担者 吉岡 博文  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (30240245)
川北 一人  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (90186065)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
42,310千円 (直接経費: 40,300千円、間接経費: 2,010千円)
2001年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2000年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
1999年度: 27,500千円 (直接経費: 27,500千円)
キーワードオキシダティブバースト / NADPH酸化酵素遺伝子 / gp91phoxホモログ / 防御遺伝子のクローニング / 全身的シグナル伝達 / ジーンサイレンシング / 局部・全身的誘導抵抗性 / グルコース-6-リン酸脱水素酵素遺伝子 / 防御応答 / NADPH酸化酵素 / グルコース-6-リン酸脱水素酵素 / カルシウムインフラクス / 活性酸素生成NADPH酸化酵素 / gp91^<phox>ホモログのクローニング / HMGRプロモーター / セスキテルペノイドシクラーゼ / 硝酸還元酵素遺伝子 / 防御応答遺伝子の発現 / NADPH酸化酵素活性化機構 / 細胞の過敏感反応能 / 防御応答遺伝子のクローニング / Ca^<2+>シグナリング
研究概要

植物の感染防御応答の初期始動シグナルであるオキシダティブバースト(OXB)系の分子的実態とその制御機構の解明とOXBの制御下で局部的および全身的に発現する防御遺伝子とそれらの二次元的変動を総合的に解明する3カ年計画を実施し、次の成果を挙げた。1)感染・エリシターに対する細胞応答のOXB系うぃ担う酵素系として推定されるNADPH酸化酵素のサブヨニットであるgp91phoxホモログの2種のcDNAをクローニングし、それらはNADPH結合、6箇所の膜貫通、2箇所のca^<2+>結合ドメインをもつなど構造を推定し、その一つは常時発現、他は感染応答性であるという遺伝子の発現様相を明らかにした。2)OXB系の活性化は、インタクトな状態の細胞ではOXB応答機能はなく、傷や感染刺激で速やかに活性化され、その状態の細胞ではca^<2+>チャネル、カルモジュリン、ca^<2+>依存タンパク質リン酸化酵素が関与することを薬理学的に明らかにした。3)エリシター処理などでOXBを誘導し、その下流において発現が誘導される遺伝子をディファレンシャルディスプレー法およびサブストラクション法で各種の誘導性遺伝子をクローニングした。4)OXB関連タンパク質(SrtbohAとB)、NADPH生産に関わるG-6-P脱水素酵素遺伝子の断片をPVXベクターに組み込みタバコに接種しジーンサイレンシングを実施し、非親和性疫病菌に対する抵抗性が打破されることを示し、OXBの防御応答における決定的な役割を確認した。5)局部的OXBの誘導は局部的防御代謝を活性化するばかりでなく、全身的獲得抵抗性誘導の引き金となり、Ca^<2+>インフラクスを起こし細胞の興奮様反応を連鎖的に進行させる情報が伝わり、その興奮が離れた組織でのOXB能をもつ活性化状態の組織に到達するとそこで再びOXBが起こり、それがSARの誘導の引き金となっていることを示唆した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Miura, Y., Yoshioka, H., Park, H.-J., Kawakita, K., Doke, N.: "Plasmamembranepertubation in association with calcium ion movement followed by fungal elicitor-stimulated oxidative burst and defense gene activation in potato tuber"Ann. Phytopath. Soc. Jpn. 65,4. 447-453 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funise, K., takemoto, d., Doke, N., K wakita: "Involvement of actin filament association in hypersensitive reaction in potato cells"Physiol. Mol. Plant Pathol.. 54. 51-61 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, D., Maeda, H., Yoshioka, H., Doke, N., Kawakita, K.: "Effect of cytochasin D on defencse response of potato tuber discs treated with hyphal wall components of Phytophthora infestans"Plant Sci.. 141. 219-226 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, H., Yamada, N, Doke, N.: "CDNA cloning of sesquiterpe cyclase and squarene synthase, and expression of the Gene in potato tuber infected with Phytophthora infestans"Plant Cell Physiol.. 40,9. 993-998 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, D, Hayashi, M, Doke, N., Nishimura, M., Kawakita, K.: "Molecular cloning of a defense-response-related cytochrome P450 gene from tobacco"Plant Cell Physiol.. 40,12. 1232-1242 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katou, S., senda, K., Yoshioka, H., Doke, N, Kawakita, K.: "A 52kDa ptotein kinase of potato activated with hyphal wsall components from Phytophthora infestans"Plant Cell Physiol.. 40,8. 825-831 (1999)

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  • [文献書誌] 道家紀志: "植物の感染・ストレス応答におけるオキシダティブバースト -防御応答のための緊急シグナル-"化学と生物. 37. 800-806 (1999)

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  • [文献書誌] 吉岡博文: "誘導抵抗性関連研究の最前線"バイオコントロール研究会レポート. 6. 19-28 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, d., Hayashi, M., Doke, N., Nishimura, M., Kawakita, K.: "Isolation of the gene for EILP, an elicitor-inducible LRR receptor-like protein, from tobacco by differential display"Plant Cell Physiol.. 41. 458-464 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, d, Doke, N., Kawakita, K.: "Characterization of elicitor-inducible tobacco genes isolated by differential hybridaization"J. Gen. Plant Pathol.. 67. 89-96 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, H., Sugie, K., Pazi, H.-J., Maeda, H., Kawakita, K., Doke, N.: "Induction of plant 91 phox homolog by fungal cell wall, arachdonic acid, and salicylic acid in potato"Mol. Plant-Microbe Interac.. 14. 725-736 (2001)

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  • [文献書誌] 道家紀志: "ジャガイモの病害抵抗性とオキシダティブバースト"植物の生長調節. 3. 143-149 (2001)

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  • [文献書誌] Doke, N. et al.: "The oxidative burst in plants : mechanism and function in induced resistance. In Delivery and Perception of Pathogen Signals to Plants"Keen, T., Mayama, S., Leach, J.e., and Tsuyumu, S. (eds.), APS Press. 268 (2001)

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  • [文献書誌] 川北一人: "病傷害に対する植物の応答と情報伝達 病原菌の侵入に対する植物の初期抵抗反応ストレスの植物生化学・分子生物学-熱帯性イモ類とその周辺-"瓜谷郁三 編著、学会出版センター. 294 (2001)

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  • [文献書誌] Doke, N. et al.: "Mechanism and local and systemic oxidative burst induced by infection or elicitor in potato. Proceeding of 10^<th> International Congress of Plant-Microbe Interaction"Leong, S. (ed), Society of Microbe-Plant Interaction (in press). (2002)

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  • [文献書誌] Miura, Y., Yoshioka, H., Park, H.-J.Kawakita, K. and Doke, N.: "Plasmamembranepertubation in association with calcium ion movement followed by lated oxidative burst and defense gene activation in potato tuber"Ann. Phytopath. Soc. Jpn. 65(4). 447-453 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furuse, K., Takemoto, d., Doke, N., and Kawakita: "Involvement of actin filament association in hypersensitive reaction in potato cells"Physiol. Mol. Plant Pathol.. 54. 51-61 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, D., Maeda, H., Yoshioka, H., Doke, N., and Kawakita, K.: "Effect of cytocharasin D on defense response of potato tuber discs treated with hyphal wall components of Phytoplithora infestans"Plant Sci.. 141. 219-226 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka.H.,Yamada, N, Doke,N: "CDNA cloning of sesquiterpene cyclase and squarene synthase, and expression of the gene in potato tuber infected with Phytophthora infestans"Plant Cell Physiol.. 40(9). 993-998 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, D, Hayashi, M, Doke, N., Nishimura, M. and Kawakita, K.: "Molecular cloning ofa defensc-response-related cytochrome P450 gene from tobacco"Plant Cell Physiol. 40(12). 1232-1242 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katou, S. Senda, K., Yoshioka, H., Doke, N and Kawakita, K.: "A 52kDa proteinkinase of potato activated with hyphal wall components from Phytophthora infestans"Plant Cell Physiol. 40(8). 825-831 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Doke, N.: "The oxidative burst in response to infection or stress in plants, an emergency signal for defence response"Kagaku to Seibutsu. 37. 800-806 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, H.: "Front lanner of research on induced resistance in plants"PSJ biocontrol Workshop reports. 6. 19-26 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, d. Hayashi, M., Doke, N.,Nishimura, M., and Kawakita, K: "Isolation of the gene for EILP, an elicitor-inducible LRR receptor-like protein, from tobacco by differential display"Plant Cell Physiol.. 41. 458-464 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemoto, d, Doke, N., and Kawakita, K.: "Characterization of elicitor-inducible tobacco genes isolated by differential hybridaization"J. Gen. Plant Pathol.. 67. 89-96 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka,H., Sugie,K., Park, H,J., Maeda,H., Kawakita, K., Doke N.: "induction of plan 91phox homologue by fungal cell wall,arachidonic acid,and salicylic acid in potato"Mol. Plant-Microbe interac. 14. 725-736 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Doke, N.: "Discase resistance and oxidative burst in potato plants"Regulation of Plant Growth & Development. 36. 143-149 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Doke, N. et al: "The oxidative burst in plants : mechanism and function in induced resistance"Keen, T., Mayama, S., Leach, J. e., and Tsuyumu, S. (eds.), Delivery and Perception of Pathogen Signals to Plants APS Press. 268 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawakita, K.: "Plant response and signal transducnon to infection and wound"Uritani, I.(ed), Biochemistry and Molecularbiology of Plan, stress Focusing on Tropical starchy Roots. 294

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Doke, N. et al: "Mechanism and local and systemic oxidative burst induced by infection or elicitor in potato"Leong, S.(ed), Proceeding of 10^<th> International Congress of Plant-Microbe Interaction Society of Microbe-Plant Interaction, Society of MPMI. (in press)I.

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, H.: "Induction of plant gp91 phox h omolog by fungal cell wall, arachidonic acid, and salicylic acid in potato"Mol. Plant-Microb. Inter.. 14・6. 725-736 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 道家 紀志: "ジャガイモの病害抵抗性とオキシダティブバースト"植物の生長調節. 36・2. 143-149 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takemoto, D.: "Characterization of elicitor-inducible tobacco genes isolated by differential hybridization"J.Gen.Plant Pathol.. 67. 89-96 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Doke, N.: "Delivery and Perception of Pathogen Signals in Plants"N.Keen, S.Mayama, J.E.Leach and S.Tsuyumu, APS-Press. 268 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Doke,N.: "The oxidative burst in plants : mechanism and function in induced resistance.In : Delivery and perception of pathogen signals in plants, (eds, N.Keen et al.)"APS Press. 268 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Miura,H.Yoshioka,H.-J.Park,K.Kawakita and N.Doke: "Plasma membrane perturbation in association with calcium ion movement followed by fungal elicitor-stimulated oxidative burst and defense gene activation in potato tuber"Ann.Phytopath.Soc.Japan. 65・4. 447-453 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Furuse,D.Takemoto,N.Doke and K.Kawakita: "Involvement of actin filament association in hypersensitive reactions in potato cells."Physiol.Mol.Plant Pathol.. 54. 51-61 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takemoto,H.Maeda,H.Yoshioka,N.Doke and K.Kawakita: "Effect of cytocharasin D on defense responses of potato tuber discs treated with hyphal wall components of Phytophtora infestans"Plant Sci.. 141. 219-226 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hirofumi,N.Yamada,and N.Doke: "cDNA cloning of sesquiterpene cyclase and squarene synthase,and expression of the genes in potato tuber infected with Phytophtora infestans."Plant Cell Physiol.. 40・9. 993-998 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takemoto,M.Hayashi,N.Doke,M.Nishimura and K.Kawasakita: "Molecular cloning of a defense-response-related cytochrome P450 gene from tobacco."Plant Cell Physiol.. 40・12. 1232-1242 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Katou,K.Senda,H.Yoshioka,N.Doke and K.Kawakita: "A 51kDa protein kinase of potato activated with hyphal wall components from Phytophthora infestans."Plant Cell Physiol.. 40・8. 825-831 (1999)

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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