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統合ゲノミクスによる抗線虫活性を示す微生物群集のプロファイリングと農地での再構築

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0037
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 食料循環研究
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

門田 康弘  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (80548975)

研究分担者 植原 健人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 産学連携コーディネーター (30355458)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード植物寄生線虫 / 植物免疫 / 根圏微生物 / ネコブ線虫 / 作物寄生線虫防除 / ネコブセンチュウ / 線虫抵抗性 / 植物 / 病害抵抗性
研究成果の概要

植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、年間被害額は世界全体で十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物、及び、植物に寄生線虫に対する免疫反応を誘導する微生物、及び活性物質を探索した。その結果、自活性線虫より、植物に強い免疫反応を誘導する活性を持つ分泌タンパク質を2つ同定した。さらに、土壌に生息する植物寄生線虫の種類を診断する技術を確立するため、国内で問題となっているアレナリアネコブセンチュウの病原型2種(本州型、及び沖縄型)に注目し、第3世代シークエンサー(PacBio RSII)を用いてゲノムを解読した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

線虫の防除には主に強毒性の殺線虫剤が用いられるが、効果は持続的でなく環境負荷も高いことから欧州などでは使用が禁止されている。本研究により、植物に強い免疫反応を誘導するペプチドが自活性線虫から発見された。これらペプチドは線虫防除のための免疫誘導剤として作物に利用できるかもしれない。さらに、これらペプチドは植物に作用して植物に接触した微生物に作用するため、土壌中の多くの微生物には影響を及ぼさないことから環境負荷の低いと考えられる。また、これらペプチドの作用機構は学術的にも大変興味深く、植物によるペプチド認識機構の解明や、ペプチドにより誘導される免疫機構の解明につながる。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 9件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 5件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] The University of Alabama at Birmingham/University of California, Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

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  • [国際共同研究] INRA(フランス)

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  • [国際共同研究] The Sainsbury laboratory(英国)

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      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory(英国)

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California, Davis/The University of Alabama(米国)

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  • [国際共同研究] Universidad Politecnica de Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bonn,(ドイツ)

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Chitin perception in plasmodesmata identifies subcellular, context-specific immune signalling in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Cheval Cecilia、Johnston Matthew、Samwald Sebastian、Liu Xiaokun、Bellandi Annalisa、Breakspear Andrew、Kadota Yasuhiro、Zipfel Cyril、Faulkner Christine
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/611582

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative phosphoproteomic analysis reveals common regulatory mechanisms between effector‐ and PAMP‐triggered immunity in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Kadota Yasuhiro、Liebrand Thomas W. H.、Goto Yukihisa、Sklenar Jan、Derbyshire Paul、Menke Frank L. H.、Torres Miguel‐Angel、Molina Antonio、Zipfel Cyril、Coaker Gitta、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 221 号: 4 ページ: 2160-2175

    • DOI

      10.1111/nph.15523

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphocode-dependent functional dichotomy of a common co-receptor in plant signalling2018

    • 著者名/発表者名
      Perraki Artemis、DeFalco Thomas A.、Derbyshire Paul、Avila Julian、S?r? David、Sklenar Jan、Qi Xingyun、Stransfeld Lena、Schwessinger Benjamin、Kadota Yasuhiro、Macho Alberto P.、Jiang Shushu、Couto Daniel、Torii Keiko U.、Menke Frank L. H.、Zipfel Cyril
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 561 号: 7722 ページ: 248-252

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0471-x

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Quality Genome Sequence of the Root-Knot Nematode Meloidogyne arenaria Genotype A2-O2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Sato, Yasuhiro Kadota, Pamela Gan, Takahiro Bino, Taketo Uehara, Katsushi Yamaguchi, Yasunori Ichihashi, Noriko Maki, Hideaki Iwahori, Takamasa Suzuki, Shuji Shigenobu, Ken Shirasu
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 6 号: 26 ページ: 00519-18

    • DOI

      10.1128/genomea.00519-18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Same tune, different song-cytokinins as virulence factors in plant-pathogen interactions?2018

    • 著者名/発表者名
      Thomas Spallek, Pamela Gan, Yasuhiro Kadota and Ken Shirasu,
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 44 ページ: 82-87

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2018.03.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular plant-root knot nematodes interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kadota, Kazuki Sato, Pamela Gan, Taketo Uehara, Takahiro Bino, Katsushi Yamaguchi, Yasunori Ichihashi, Hideaki Iwahori, Noriko Maki, Takamasa Suzuki, Shuji Shigenobu, Ken Shirasu
    • 雑誌名

      PSJ Plant-Microbe Interactions Symposium Report

      巻: 53 ページ: 87-96

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Differences in parasitism of Meloidogyne incognita and two genotypes of M. arenaria on Solanum torvum in Japan,2017

    • 著者名/発表者名
      Uehara T, Tateishi Y, Kadota Y, Iwahori H,
    • 雑誌名

      Journal of Phytopathology

      巻: 165 号: 9 ページ: 575-579

    • DOI

      10.1111/jph.12594

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in parasitism of Meloidogyne incognita and two genotypes of M. 5 arenaria on Solanum torvum in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Uehara T, Tateishi Y, Kadota Y, Iwahori H
    • 雑誌名

      Journal of Phytopathology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Immunoprecipitation of plasma membrane receptor-like kinases for identification of phosphorylation sites and associated proteins.2016

    • 著者名/発表者名
      Kadota Y, Macho AP, Zipfel C
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology, Springer

      巻: 1363 ページ: 133-144

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-3115-6_11

    • ISBN
      9781493931149, 9781493931156
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Arabidopsis Malectin-Like/LRR-RLK IOS1 is Critical for BAK1-Dependent and BAK1-Independent Pattern-Triggered Immunity.2016

    • 著者名/発表者名
      Yeh YH, Panzeria D*, Kadota Y*, Huanga YC, Huanga PY, Taoa CN, Roux M, Chiena HC, China TC, Chua PW, Zipfel C, Zimmerlia L (*co-2nd author)
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 28 ページ: 1701-1721

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00313

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] NbCSPR underlies age-dependent immune responses to bacterial cold shock protein in Nicotiana benthamiana.2016

    • 著者名/発表者名
      Saur IM, Kadota Y, Sklenar J, Holton NJ, Smakowska E, Belkhadir Y, Zipfel C, Rathjen JP
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 113 号: 12 ページ: 3389-3394

    • DOI

      10.1073/pnas.1511847113

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Arabidopsis NADPH oxidases RbohD and RbohF display differential expression patterns and contributions during plant immunity.2016

    • 著者名/発表者名
      Morales J, Kadota Y, Zipfel C, Molina A, Torres MA
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 67 号: 6 ページ: 1663-1676

    • DOI

      10.1093/jxb/erv558

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] アレナリアネコブセンチュウによる線虫抵抗性植物Solanum torvumの免疫応答抑制2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 一輝, 門田 康弘, Gan Pamela, 植原 健人, 尾納 隆大, 山口 勝司, 市橋 泰範, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 重信 秀治, 鈴木 孝征, 白須 賢
    • 学会等名
      平成31年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The suppression of immune responses in nematode-resistant plant Solanum torvum by root-knot nematode, Meloidogyne arenaria2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Sato、Yasuhiro Kadota、Pamela Gan、Taketo Uehara、Takahiro Bino、Katsushi Yamaguchi、Yasunori Ichihashi、Hideaki Iwahori、Noriko Maki、Shuji Shigenobu、Takamasa Suzuki、Ken Shirasu
    • 学会等名
      第60回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規PRR複合体構成因子REAL1によるPAMP誘導性免疫の制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      後藤幸久, 門田康弘, 松井英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire , Frank Menke, 中神弘史, Cyril Zipfel ,白須賢
    • 学会等名
      平成31年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulatory mechanism of PAMP-triggered immunity by REAL1, a novel component of PRR complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihisa Goto, Yasuhiro Kadota, Hidenori Matsui, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, Hirofumi Nakagami, Cyril Zipfel, Ken Shirasu
    • 学会等名
      第60回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性と植物免疫の解明2018

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘,佐藤 一輝, Pamela Gan, 植原 健人, 尾納 隆大, 山口 勝司, 市橋 泰範, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 鈴木 孝征, 重信 秀治, 白須 賢
    • 学会等名
      2018年 線虫学会 シンポジウム“「新」線虫研究 加速する多様化と応用への期待”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物と線虫の戦いを分子レベルで紐解く2018

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘,佐藤 一輝・植原 健人・Pamela Gan・尾納 隆大・山口 勝司・市橋 泰範・岩堀 英晶・槇 紀子・鈴木 孝征・重信 秀治・白須 賢
    • 学会等名
      (第 53 回) 感染生理談話会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 受容体キナーゼREAL1はPAMP受容体のタンパク質量を調節することで免疫応答を負に制御する2018

    • 著者名/発表者名
      後藤幸久, 門田康弘, 松井英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire , Frank Menke, 中神弘史, Cyril Zipfel ,白須賢
    • 学会等名
      新学術領域研究植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム第4回 若手の会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual RNA-sequencing of root-knot nematodes and their host plants reveals plant immune responses and nematode virulent effectors.2018

    • 著者名/発表者名
      Goto, Y, Kadota, Y, Matsui, H, Sklenar, J, Derbyshire, P, Menke, F, Nakagami, H, Zipfel, C, Shirasu, K.
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual RNA-sequencing of root-knot nematodes and their host plants reveals plant immune responses and nematode virulent effectors.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, K, Kadota, Y, Ichihashi, Y, Gan, P, Uehara, T, Iwahori, H, Maki, N, Suzuki, T, Shirasu, K.
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PAMP情報伝達系を負に制御する受容体型キナーゼREAL1の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      後藤幸久、 門田康弘、松井英譲,、Jan Sklenar、Paul Derbyshire、Frank Menke、中神弘史、Cyril Zipfel、白須賢.
    • 学会等名
      平成30年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコブセンチュウの感染に対する植物の免疫応答と線虫の病原性因子のDual RNA-seq解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤一輝、門田康弘、Pamela Gan、植原健人、尾納隆大、山口勝司、市橋泰範、岩堀英晶、槇紀子、重信秀治、鈴木孝征、白須賢
    • 学会等名
      平成30年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] REAL1, a novel factor of PRR complex negatively regulates PAMP-triggered signal transduction pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Goto Y, Kadota Y, Matsui H, Sklenar J, Derbyshire P, Frank Menke, Nakagami H, Zipfel C, Shirasu K,
    • 学会等名
      Keystone symposia Plant Signaling: Molecular Pathways and Network Integration,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PRR複合体の新規因子REAL1はPAMP情報伝達系を負に制御する2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      マリオス、アイーナ・岩手県民情報交流センター(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2017-04-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の感染防御機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 市橋 泰範, 植原 健人, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 鈴木 孝征, 白須 賢
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      マリオス、アイーナ・岩手県民情報交流センター(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2017-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Plant immunity against Root-knot nematode2017

    • 著者名/発表者名
      Kadota Y, Ichihashi Y, Uehara T, Iwahori H, Maki N, Suzuki T, Shirasu K
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Phosphorylation-dependent self-ubiquitination of ATL31 during plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda S, Hasegawa Y, Kadota Y, Sato T, Saijo Y, Yamaguchi J
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of novel regulators of the NADPH oxidase RBOHD during plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物と病原微生物の戦いを分子レベルで紐解く2017

    • 著者名/発表者名
      門田康弘
    • 学会等名
      岡山植物病理セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of NADPH oxidase, RBOHD, during plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kadota
    • 学会等名
      University of Bonn シンポジウム “Role of ROS in Plant Stress Signaling”,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の免疫機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      門田康弘, 佐藤一輝, 市橋泰範, 植原健人, 岩堀英晶, 槇 紀子, 鈴木孝征, 白須賢
    • 学会等名
      平成29年度日本線虫学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の感染防御機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      門田康弘, 市橋泰範, 植原健人, 岩堀英晶, 槇 紀子, 鈴木孝征, 白須賢
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Plant immunity against Meloidogyne arenaria2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kadota
    • 学会等名
      International workshop on Plant Parasitic Nematode in Kumamoto
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物寄生線虫の病原性機構と植物の抵抗性機構2016

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 白須 賢
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会 シンポジウム「Induced Development:環境要因に誘発される発生の多様性と共通性」
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の感染防御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 市橋 泰範, 植原 健人, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 鈴木 孝征, 白須 賢
    • 学会等名
      日本線虫学会第24回大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都小金井市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 感染防御応答に重要なNADPH oxidase RBOHDの制御機構解明2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      感染生理談話会
    • 発表場所
      神戸市須磨浦海岸 シーパル須磨(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-08-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] RIKEN CSRS Plant Immunity Research Group

    • URL

      http://plantimmunity.riken.jp/

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  • [備考] 理化学研究所 環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループ

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  • [備考] http://plantimmunity.riken.jp/

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  • [備考] 理化学研究所 植物免疫研究グループ ホームページ

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      http://plantimmunity.riken.jp/

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      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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