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植物の病害抵抗性誘導時特異的な核膜孔を介したmRNA輸送機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J05671
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 植物保護科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

水野 邑里  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード核外輸送 / Exportin / ファイトアレキシン / 植物免疫 / mRNA輸送
研究実績の概要

今年度は、植物の病害抵抗性におけるmRNAの細胞内輸送の重要性を明らかとするため、核から細胞質への輸送に機能するExportin (NbXpo) 遺伝子の抵抗性における役割について解析を行った。核外輸送シグナルを持つタンパク質や、タンパク質-RNA複合体の輸送に関わるNbXpo1、核局在シグナルを認識し、核内へ輸送するimportin αを核外輸送するNbXpo2に着目して疫病菌抵抗性への影響を調査した。NbXpo1サイレンシング株ではジャガイモ疫病菌に対する抵抗性が低下し、INF1処理によるファイトアレキシン生成や細胞死誘導などの防御応答が抑制された一方で、ジャスモン酸によって発現が誘導されるDefensinやThioninといった抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導された。対照的に、NbXpo2サイレンシング株ではファイトアレキシン生成や細胞死がむしろ促進される傾向が認められた。RNA-seqを用いて遺伝子発現の比較解析を行ったところ、NbXpo2サイレンシング株では水処理において抗菌タンパク質をコードする複数の遺伝子の発現が強く誘導されており、それらの遺伝子はINF1処理によって発現が抑制されていた。また、NbXpo2サイレンシング株のINF1処理区ではサリチル酸生合成遺伝子やエチレン制御下にある複数の遺伝子の発現誘導が促進された。以上の結果から、核から細胞質への輸送を担う因子が、植物ホルモンの生合成を制御することで、病害抵抗性応答を特異的に、かつ対照的に制御していることが示唆された。本研究ではこれまで植物では殆ど明らかにされていなかった、ストレス応答におけるmRNAやタンパク質の選択的輸送のメカニズムの一端を解明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Nicotiana benthamiana RanBP1-1 Is Involved in the Induction of Disease Resistance via Regulation of Nuclear-Cytoplasmic Transport of Small GTPase Ran2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Yuri、Ohtsu Mina、Shibata Yusuke、Tanaka Aiko、Camagna Maurizio、Ojika Makoto、Mori Hitoshi、Sato Ikuo、Chiba Sotaro、Kawakita Kazuhito、Takemoto Daigo
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 222-222

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.00222

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nicotiana benthamiana Exportin 1 is required for elicitor-induced phytoalexin production, cell death induction, and resistance against potato late blight pathogen Phytophthora infestans.2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Y, Imano S, Camagna M, Suzuki T, Tanaka A, Sato I, Chiba S, Kawakita K and Takemoto D.
    • 雑誌名

      J. Gen. Plant Pathol.

      巻: 85 号: 5 ページ: 347-355

    • DOI

      10.1007/s10327-019-00855-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ベンサミアナのジャガイモ疫病菌抵抗性における核膜孔を介した物質輸送に関与するExportinの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      水野邑里, 今野沙弥香, Maurizio Camagna, 森仁志, 鈴木孝征, 田中愛子, 佐藤育男, 千葉壮太郎, 川北一人, 竹本大吾
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] ベンサミアナの核膜孔を介した物質輸送に関与するExportinのジャガイモ疫病菌抵抗性における機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      水野邑里, 今野沙弥香, Maurizio Camagna, 鈴木孝征, 田中愛子, 佐藤育男, 千葉壮太郎, 川北一人, 竹本大吾
    • 学会等名
      平成31年度日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of factors for Nucleo-cytoplasmic transport of Nicotiana benthamiana in resistance to Phytophthora infestans.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri Mizuno, Yusuke Shibata, Mina Ohtsu, Makoto Ojika, Ikuo Sato, Sotaro Chiba, Kazuhito Kawakita, Daigo Takemoto
    • 学会等名
      Plant biology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ベンサミアナの核膜孔を介した物質輸送に関与する因子のジャガイモ疫病菌抵抗性における機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      水野邑里, 柴田裕介, 大津美奈, 小鹿 一, 佐藤育男, 千葉壮太郎, 川北一人, 竹本大吾
    • 学会等名
      第59回 日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ベンサミアナのNbXPO1AとNbXPO2はジャガイモ疫病菌感染時の病害抵抗性誘導を対照的に制御する2017

    • 著者名/発表者名
      水野邑里・佐藤育男・千葉壮太郎・川北一人・竹本大吾
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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