花葉化の分子機構の解明と育種素材への展開

• 研究課題/領域番号: 13J07292
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 姫野 未紗子 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 植物病原細菌

研究実績の概要

ファイトプラズマは、形態異常を伴うユニークな病徴を引き起こすという特徴がある。特に花器官の葉化症状は、ファイトプラズマ独自の病徴であり、この病徴を呈した植物は、かつては珍重され品種として市場に出回るほど鑑賞的価値が高かった。しかしながら、葉化症状の誘導に関わる分子メカニズムは謎に包まれたままであった。本研究は、ファイトプラズマが引き起こす花器官の葉化症状には、ファイトプラズマより分泌される『葉化因子』が関与しているとの推測のもと、葉化因子を同定するとともに病徴発現に至る分子メカニズムの全容解明を目的とした。当該年度は、葉化因子と直接相互作用する植物因子を探索した。その結果、葉化因子が植物の花成に関与するある特定のMADS-box転写因子群と結合することを明らかにし、さらに、分解や発現変動といった影響を引き起こすことを明らかにした。花成に関与するMADS-box転写因子は、その機能が阻害されることで葉化を引き起こすことが知られており、葉化因子は直接その因子をターゲットにすることで効果的に花形成プロセスを阻害し葉化を引き起こしていると考えられた。
以上より、ファイトプラズマが葉化症状を引き起こす際のファイトプラズマ側および宿主植物側のメカニズムが明らかになった。さらに、葉化因子の導入または、特定のMADS-box転写因子の機能阻害によって花葉化を引き起こすことで新たな園芸品種の開発につながると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Degradation of class E MADS-domain transcription factors in Arabidopsis by a phytoplasmal effector, phyllogen. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maejima K., Kitazawa Y., Tomomitsu T., Yusa A., Neriya Y., Himeno M., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 10 号: 8 ページ: e1042635-e1042635
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1042635
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional characterization of the principal sigma factor RpoD of phytoplasmas via an in vitro transcription assay. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miura C., Komatsu K., Maejima K., Nijo T., Kitazawa Y., Tomomitsu T., Yusa A., Himeno M., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 11893-11893
  • DOI: 10.1038/srep11893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The phytoplasmal virulence factor TENGU causes plant sterility by downregulating of the jasmonic acid and auxin pathways. (2014)
  • 著者名/発表者名: Minato, N., Himeno, M., Hoshi, A., Maejima, K., Komatsu, K., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Yusa, A., Yamaji, Y., Oshima, K., Kamiya, Y. & Namba, S.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 4 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep07399
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Onion yellow phytoplasma P38 protein plays a role in adhesion to the hosts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Neriya Y., Maejima K., Nijo T., Tomomitsu T., Yusa A., Himeno M., Netsu O., Hamamoto H., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 巻: 361 号: 2 ページ: 115-122
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12620
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recognition of floral homeotic MADS-domain transcription factors by a phytoplasmal effector, phyllogen, induces phyllody (2014)
  • 著者名/発表者名: Maejima K., Iwai R., Himeno M., Komatsu K., Kitazawa Y., Fujita N., Ishikawa K., Fukuoka M., Minato N., Yamaji Y., Oshima K., Namba S
  • 雑誌名: The Plant J 巻: 78 号: 4 ページ: 541-554
  • DOI: 10.1111/tpj.12495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Purple top symptoms are associated with reduction of leaf cell death in phytoplasma-infected plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Himeno M., Kitazawa Y., Yoshida T., Maejima K., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4:4111 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an on-site plum pox virus detection kit based on immunochromatography. (2014)
  • 著者名/発表者名: Maejima K., Himeno M., Netsu O., Ishikawa K., Yoshida T., Fujita N., Hashimoto M., Komatsu K., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 80 号: 2 ページ: 176-183
  • DOI: 10.1007/s10327-014-0504-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The alteration of plant morphology by small peptides released from the proteolytic processing of the bacterial peptide, TENGO. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, K., Honma, Y., Komatsu, K., Himeno, M., Oshima, K., Namba, S.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 162 号: 4 ページ: 2005-2014
  • DOI: 10.1104/pp.113.218586
  • 査読あり
• [学会発表] ファイトプラズマ感染植物におけるアントシアニン類の細胞死抑制への関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子・遊佐礼・煉谷裕太朗・前島健作・山次康幸・大島研郎・難波成任
  • 学会等名: 日本マイコプラズマ学会第42回学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] パープルトップ症状はファイトプラズマ感染による細胞死の誘導を抑制する (2015)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子・友光・遊佐礼・北沢優悟・煉谷裕太朗・前島健作・大島研郎・難波成任
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会（平成27年度大会）
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-29
• [学会発表] ファイトプラズマ感染が引き起こすパープルトップ症状は宿主のアントシアニン生合成経路に依存する (2014)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子・北沢優悟・吉田哲也・三浦千裕・前島健作・大島研郎・難波成任
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-06-02
• [学会発表] ファイトプラズマ感染によるパープルトップ症状誘導メカニズムに関する解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子、北沢 優悟、吉田 哲也、遊佐 礼、宮崎 彰雄、煉谷裕太朗、前島健作、大島研郎、難波成任
  • 学会等名: 平成26年度日本マイコプラズマ学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] ファイトプラズマ病の病徴発現に関わるシグナルネットワーク (2013)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会関東部会若手の会
  • 発表場所: 法政大学 (東京都千代田区)
  • 年月日: 2013-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] ファイトプラズマが引き起こす花の形態異常と宿主植物の遺伝子発現変動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 姫野未紗子、吉田哲也、大島研郎、難波成任
  • 学会等名: 平成25年度感染生理談話会
  • 発表場所: 石川県小松市
  • 年月日: 2013-08-20