MAPキナーゼセンサーによる植物免疫シグナルの可視化

• 研究課題/領域番号: 17H03772
• 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: 植物保護科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 吉岡 博文 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30240245)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 植物免疫シグナル / MAPキナーゼ / バイオセンサー / 植物免疫

研究成果の概要

植物免疫には、PTI (Pattern-triggered immunity)とETI (Effector-triggered immunity) による２段階の免疫応答が存在する。いずれもMAPキナーゼが重要な役割を果たしている。申請者は、時空間的に細胞・組織レベルでMAPキナーゼ活性動向をモニターするバイオセンサーの開発に着手した。本研究では、集団協調的な生体防御機構の実態を理解することを目的とし、病原菌の感染に応答したMAPキナーゼ活性を可視化することによって、PTIおよびETIにおける新たなシグナルネットワークの発掘を可能にする先駆的モデル系を提示する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生きた細胞でのMAPキナーゼ活性の時空間的観察は、従来の生化学的手法では不可能であったが、バイオセンサーを用いることにより、集団協調的な植物免疫シグナル伝達をライヴイメージングすることが可能となる。本研究で得られる成果は、MAPキナーゼによる基礎抵抗性や免疫細胞死の制御機構を提供するのみでなく、新たな植物免疫誘導剤の開発に貢献するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Role of salicylic acid glucosyltransferase in balancing growth and defence for optimum plant fitness. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Fukuzawa, N., Hyodo, A., Kim, H., Mashiyama, S., Ogihara, T., Yoshioka, H., Matsuura, H., Masuta, C., Matsumura, T. and Takeshita, M.
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 21 号: 3 ページ: 429-442
  • DOI: 10.1111/mpp.12906
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RNAi of the sesquiterpene cyclase gene for phytoalexin production impairs pre‐ and post‐invasive resistance to potato blight pathogens (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, M., Adachi, I., Sato, Y., Doke, N., Kondo, T. and Yoshioka, H.
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 907-922
  • DOI: 10.1111/mpp.12802
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 植物を元気にして病気を防ぐ―植物活力剤によるイチゴの病害抑制技術― (2019)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘・鳴坂真理・吉岡博文・吉岡美樹・谷口伸治・石川美友紀・紀岡雄三・野口勝憲
  • 雑誌名: 植物防疫 巻: 73 ページ: 684-688
• [雑誌論文] An NADPH oxidase RBOH functions in rice roots during lysigenous aerenchyma formation under oxygen-deficient conditions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T., Yoshioka, M., Fukazawa, A., Mori, H., Nishizawa, N.K., Tsutsumi, N., Yoshioka, H. and Nakazono, M.
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 775-790
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00976
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物免疫における活性酸素生成誘導のしくみー植物はいかにして病原菌から身を護るのか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 安達広明・吉岡博文
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 55 ページ: 590-592
  • NAID: 130007437458
• [学会発表] 植物免疫における葉緑体ROSバーストは、フェレドキシンに還元力が蓄積することで誘導される (2020)
  • 著者名/発表者名: 小川尊也・岡本渓太・稲田太一・安達広明・吉岡美樹・杉浦大輔・森 仁志・三宅親弘・吉岡博文
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] イネのRBOHIを介したROS生成に おけるRLCK185とCDPKによる相 加的効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉岡美樹・山口公志・吉村智美・ 野元美佳・多田安臣・山内卓樹・石井陽大・中園幹生・川崎 努・吉岡博文
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] 植物免疫シグナルを介在するROS センサータンパク質は抵抗性を正に制御する (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本渓太・小川尊也・稲田太一・安達広明・吉岡美樹・森 仁志・吉岡博文
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] サリチル酸とジャスモン酸シグナルの活性化および拮抗作用を可視化するバイオセンサーの構築 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田中達己・安達広明・吉岡美樹・ 荒川花子・別役重之・多田安臣・ 鳴坂真理・鳴坂義弘・吉岡博文
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] ニジュウヤホシテントウの経口成分に由来するソラニン・チャコニンは植物の免疫反応を誘導する (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩田啓一朗・高橋来人・千賀紀尚・安達広明・石濱伸明・關 光・村中俊哉・吉岡美樹・近藤竜彦・吉岡博文
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] ROS免疫シグナルを介在するROSセンサータンパク質のプロテオーム解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本渓太・小川尊也・稲田太一・安達広明・吉岡美樹・森 仁志・吉岡博文
  • 学会等名: 令和元年度日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] 植物免疫応答における葉緑体のROSシグナルは葉緑体の核への凝集に関連する (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川尊也・岡本渓太・稲田太一・安達広明・吉岡美樹・杉浦大輔・吉岡博文
  • 学会等名: 令和元年度日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] シロイヌナズナMAPKセンサー植物を用いた免疫MAPKの時空間的活性動態 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉岡美樹・安達広明・石濱伸明・鳴坂真理・鳴坂義弘・高野義孝・吉岡博文
  • 学会等名: 令和元年度日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] 咀嚼昆虫の食害に対するMAPKの時空間的活性動態における薬理学的研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩田啓一朗・高橋来人・千賀紀尚・安達広明・石濱伸明・吉岡美樹・近藤竜彦・吉岡博文
  • 学会等名: 令和元年度日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] 植物免疫応答における光合成活性抑制は葉緑体のROS生産を誘導する (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川尊也・安達広明・吉岡美樹・ 杉浦大輔・吉岡博文
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会大会
• [学会発表] 細胞死に連動する植物免疫応答では葉緑体の ROS 生産が誘導される (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川尊也・安達広明・吉岡美樹・ 杉浦大輔・吉岡博文
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] ニジュウヤホシテントウの食害による MAPK 活性の時空間的動態 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩田啓一朗・高橋来人・千賀紀尚・ 安達広明・石濱伸明・吉岡美樹・ 近藤竜彦・吉岡博文
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] WRKYs phosphorylated by MAPK regulate chloroplast-mediated ROS burst in plant immunity (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, H., Adachi, H., Ishihama, N., Belhaj, K., Takano, Y., Kamoun, S., Sato, M. and Yoshioka, M.
  • 学会等名: International Congress of Plant Pathology (ICPP) 2018
• [学会発表] Plant immunity mediated by MAPK-WRKY phosphorylation pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, H
  • 学会等名: 2018 International Symposium on Agricultural Biotechnology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 植物免疫応答におけるROSセンサータンパク質はROS蓄積を制御する (2018)
  • 著者名/発表者名: 稲田太一・吉岡美樹・安達広明・吉岡博文
  • 学会等名: 平成３０年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Plant immune MAPK-WRKY phosphorylation pathway regulates NADPH oxidase and chloroplast-mediated ROS bursts (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡博文・安達広明・吉岡美樹
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 免疫応答においてMAPK活性を可視化するバイオセンサーの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安達広明、石濱伸明、吉岡美樹、鳴坂真理、鳴坂義弘、吉岡博文
  • 学会等名: 平成２９年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] FRET biosensor for plant immune MAPK in Nicotiana benthamiana (2017)
  • 著者名/発表者名: 安達広明、石濱伸明、吉岡美樹、鳴坂真理、鳴坂義弘、吉岡博文
  • 学会等名: 14th Solanaceae and 3nd Cucurbitaceae Joint Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 免疫応答におけるROSセンサータンパク質の関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲田太一・安達広明・吉岡美樹・吉岡博文
  • 学会等名: 平成29年度日本植物病理学会関西部会
• [備考] 植物免疫学研究室
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/%7ebio4283/index.html
• [備考] 植物免疫学研究室
  • URL: https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/%7ebio4283/pg12.html
• [産業財産権] 植物免疫ホルモンであるサリチル酸およびジャスモン酸のシグナル伝達および拮抗作用の可視化システム (2020)
  • 発明者名: 吉岡博文、安達広明
  • 権利者名: 吉岡博文、安達広明
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-021831
  • 出願年月日: 2020
• [産業財産権] MAPキナーゼバイオセンサー (2017)
  • 発明者名: 吉岡博文
  • 権利者名: 吉岡博文
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017