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防御応答の一つであるイネ過敏感細胞死の誘導シグナルとその伝達機構

研究課題

研究課題/領域番号 13460151
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

蔡 晃植  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (00263442)

研究分担者 岩野 恵  奈良先端科学技術大学, バイオサイエンス研究科, 教務職員 (50160130)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
2002年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2001年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
キーワード過敏感細胞死 / 活性酸素 / イネ / プログラム細胞死 / フラジェリン / 電子顕微鏡 / アポトーシス / NADPH oxidase / 形質転換体 / 抵抗性反応 / 誘導型発現ベクター
研究概要

植物の抵抗性反応の一つと考えられている過敏感細胞死の誘導機構を理解するために、二つの方向からの研究を行った。
1.イネOsAMPK-γの過敏感細胞死への関与
過敏感細胞死を誘導した細胞としていない細胞間で異なる発現パターンを示す遺伝子としてイネOsAMPK-γ遺伝子(AMP-activated protein kinase γサブユニット)を同定した。OsAMPK-γ mRNAは、過敏感細胞死を誘導したイネ培養細胞で、発現量が減少することが明らかになったので、本遺伝子と過敏感細胞死誘導との関係を明らかにするため、グルココルチコイド誘導型ブロモーターの下流にセンス、アンチセンスでOsAMPK-γの遺伝子を結合したベクターを用い、それぞれ形質転換体を作製した。得られた形質転換培養細胞で導入遺伝子を発現させたところ、アンチセンス形質転換体で導入遺伝子発現後24時間から細胞死が誘導された。これらの結果は、OsAMPK-γの発現抑制が過敏感細胞死誘導に関与することを示している。
2.過敏感細胞死誘導への活性酸素の関与とその発生機構
イネ培養細胞の過敏感細胞死誘導への活性酸素の関与を明らかにするため、イネ培養細胞にAcidovorax avenaeの非親和性菌と親和性菌をそれぞれ接種し、発生するH_2O_2を経時的に検出した。その結果、非親和性菌を接種した細胞で過敏感細胞死より先にH_2O_2の発生が観察された。次に、発生するH_2O_2の細胞内発生部位を明らかにするため、発生するH_2O_2をCeCl_3と反応させ、その細胞を透過型電子顕微鏡で観察したところ、細胞壁及び細胞膜付近でH_2O_2が発生していることが明らかになった。また、細胞膜付近でのH_2O_2の発生はNADPH依存的でありNADPH oxidaseの阻害剤であるDPIによって阻害された。そこで、イネのNADPH oxidaseであると考えられているOsrboh A遺伝子のアンチセンス形質転換体を作製した。その結果、アンチセンス形質転換体は非親和性菌を接種してもH_2O_2が発生せず、過敏感細胞死も誘導しないことが示され、Osrboh Aによって発生するH_2O_2が細胞死を誘導することが証明された。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] Fang-Sik Che: "Identification of novel gene which are differentially expressed in compatible and incompatible interactions between rice and Pseudomonas avenae"Plant Science. 162. 449-458 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriko Tanaka: "DNA laddering during hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avanae"Plant Biotechnology. 18. 295-299 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Megumi Iwano: "Electron microscopic analysis of the H_2O_2 accumulation proceeding to hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avanae"Molecular Plant Pathology. 3. 1-8 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriko Tanaka: "Flagellin from incompatible strain of Acidovorax avanae mediates H2O2 generation accompanying hypersensitive cell death and PAL, Cht-1, and PBZ1 expression, but not LOX expression in rice"Molecular Plant Microbe-Interactions. (印刷中). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩野 恵: "植物細胞における活性酸素種の発生部位と機能について"電子顕微鏡. 38(印刷中). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 蔡 晃植: "植物による鞭毛構成タンパク質フラジェリンの認識と抵抗性反応誘導機構"植物の化学調節. 37. 117-125 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fang-Sik Che et al.: "Identification of novel gene which are differentially expressed in compatible and incompatible interactions between rice and Pseudomonas avenae"Plant Science. 162. 449-458 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriko Tanaka et al.: "DNA laddering during hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avenae"Plant Biotech.. 18. 295-299 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Megumi Iwano et al.: "Electron microscopic analysis of the H_2O_2 accumulation preceding to hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avenae"Mol. Plant Pathol.. 3. 1-8 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriko Tanaka et al.: "Flagellin from incompatible strain of Acidovorax avenae mediates H_2O_2 generation accompanying hypersensitive cell death and PAL, Cht-1, and PBZ1 expression, but not LOX expression in rice"Mol. Plant-Microbe. Interact. In press..

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Megumi Iwano et al: "Function and localization of Active Oxygen Species in Plant Cell"Electron Microscope. In press.. 38.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fang-Sik Che et al.: "Induction Mechanism of Plant Defense Responses and Recognition Mechanism of Flagellin in Plant"Regulation of Plant growth & Development.. 37. 117-125 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Megumi Iwano. 他: "Electron microscopic analysis of the H_2O_2 accumulation preceding to hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avenae."Molecular Plant Pathology. 3. 1-8 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fang-Sik Che. 他: "Identification of novel gene which are differentially expressed in compatible and incompatible interactions beetween rice and Pseudomonas avenae."Plant Science. 162. 449-458 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Noriko Tanaka. 他: "Flagellin from incompatible strain of Acidovorax avenae mediates H2O2 generation accompanying hypersensitive cell death and PAL, Cht-1, and PBZ1 expression, but not LOX expression in rice."Molecular Plant-microbe Interactions. in press. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Noriko Tanaka.他: "DNA laddering during hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avenae"Plant Biotechnology. 18. 295-299 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Fang-Sik Che.他: "Identification of novel gene which are differentially expressed in compatible and incompatible interactions beetween rice and Pseudomonas avenae"Plant Science. (In press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Megumi Iwano.他: "Electron microscopic analysis of the H_2O_2 accumulation preceding to hypersensitive cell death in cultured rice cells induced by an incompatible strain of Pseudomonas avenae"Molecular Plant Pathology. (In press). (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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