３型分泌系遺伝子発現を遮断するアンタゴニスト創成に向けた植物シグナルの探索

• 研究課題/領域番号: 17K07667
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物保護科学
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 大西 浩平 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (50211800)
• 研究分担者: 木場 章範 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (50343314) ; 曵地 康史 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (70291507)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 植物シグナル / レポーター株 / GFP / LacZ / 静止菌体 / 遺伝子発現解析 / 植物病原細菌 / hrp / レポーター遺伝子 / 3型分泌装置 / アンタゴニスト / 青枯病菌 / 二成分制御系

研究成果の概要

青枯病菌の主要な病原性因子である3型分泌装置および3型エフェクターをコードする遺伝子群はhrpレギュロンとして統一した発現調節を受けている。hrpレギュロンのマスターオペロンはhrpBであり、hrpB遺伝子発現は植物体内でのみ起こる。本研究はhrpB遺伝子発現を誘導する植物シグナルの探索を最終目的としているが、その過程において、hrpBの上流に位置する二成分制御系のレスポンスレギュレーターHrpGのリン酸化を初めて明らかにし、対応するセンサーキナーゼ候補を特定した。またhrpB-lacZレポーター株を構築することで、hrpB発現を誘導する植物シグナルの探索への道筋をつけることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

青枯病菌は、主要な栽培作物を始め、２００種類以上の宿主植物に感染し、委ちょう症状を引き起こす難防除病害菌である。青枯病菌の感染時に特異的に働くhrpレギュロンを抑制することができれば、完全に防除が可能である。本研究は、にhrpレギュロンを誘導する植物シグナルのアンタゴニストの開発につながり社会的意義は大きい。

研究成果

• [雑誌論文] Expression of Ralstonia solanacearum type III secretion system is dependent on a novel type 4 pili (T4P) assembly protein (TapV) but is T4P independent (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang Yong、Han Liangliang、Zhang Lichun、Xu Changzheng、Shi Xiaojun、Hikichi Yasufumi、Ohnishi Kouhei
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 21 号: 6 ページ: 777-793
  • DOI: 10.1111/mpp.12930
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional characterization of two putative DAHP synthases of AroG1 and AroG2 and their links with type III secretion system in Ralstonia solanacearum (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, W., Li, J., Shi, X., Hikichi, Y., Zhang, Y. and Ohnishi, K.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 10 ページ: 183-183
  • DOI: 10.3389/fmicb.2019.00183
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Specific Reconstruction on pRC Plasmid to Facilitate Its Universal Chromosomal Integration in Different Ralstonia solanacearum Species Complex Strains (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang Yong、Gao Shengsheng、Li Peng、Ohnishi Kouhei
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 32 号: 9 ページ: 1063-1066
  • DOI: 10.1094/mpmi-01-19-0004-le
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of a PadR regulator PrhP on virulence of Ralstonia solanacearum by controlling detoxification of phenolic acids and type III secretion system (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, Y., Zhang, W., Han, L., Li, J., Shi, X., Hikichi, Y. and Ohnishi, K.
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 20 号: 11 ページ: 1477-149
  • DOI: 10.1111/mpp.12854
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Major exopolysaccharide, EPS I, is associated with the feedback loop in the quorum sensing of Ralstonia solanacearum strain OE1-1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K., Senuma, W., Kai, K., Kiba, A., Ohnishi, K. and Hikichi, Y
  • 雑誌名: Molecular Plant Patholog 巻: 20 号: 12 ページ: 1740-1747
  • DOI: 10.1111/mpp.12870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activation of ralfuranone/ralstonin production by plant sugars functions in the virulence of Ralstonia solanacearum (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, Y., Murai, Y., Sakata, M., Mori, S., Shoma Matsuo, S., Senuma, W., Ohnishi, K., Hikichi, Y. and Kai, K.
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 14 号: 7 ページ: 1546-1555
  • DOI: 10.1021/acschembio.9b00301
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of a lectin, LecM, to the quorum sensing signalling pathway of Ralstonia solanacearum strain OE1-1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Kazusa、Kai Kenji、Mori Yuka、Ishikawa Shiho、Ujita Yumeto、Ohnishi Kouhei、Kiba Akinori、Hikichi Yasufumi
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 20 号: 3 ページ: 334-345
  • DOI: 10.1111/mpp.12757
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of heavy metal(loid)-resistant bacterial community structure by metagenomic-DNA fingerprinting using PCR?DGGE for monitoring and bioremediation of contaminated environment (2018)
  • 著者名/発表者名: Bhakta Jatindra N.、Lahiri Susmita、Bhuiyna Feroze A.、Rokunuzzaaman Md.、Ohonishi Kouhei、Iwasaki Kozo、Jana Bana B.
  • 雑誌名: Energy, Ecology and Environment 巻: 3 号: 2 ページ: 102-109
  • DOI: 10.1007/s40974-017-0079-2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of avirulence genes avrA and popP1 of Japanese Ralstonia solanacearum strains in the pathogenicity to tobacco. (2018)
  • 著者名/発表者名: Chen, L., Dahal, A., Zhang, Y., Rokunuzzaman, Md., Kiba, A., Hikichi, Y. and Ohnishi, K.
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 102 ページ: 154-162
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2017.12.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A putative LysR-type transcriptional regulator PrhO positively regulates the type III secretion system and contributes to the virulence of Ralstonia solanacearum (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhang Yong、Li Jiaman、Zhang Weiqi、Shi Hualei、Luo Feng、Hikichi Yasufumi、Shi Xiaojun、Ohnishi Kouhei
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 19 号: 8 ページ: 1808-1819
  • DOI: 10.1111/mpp.12660
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of ralfuranones in the quorum sensing signaling pathway and virulence of Ralstonia solanacearum strain OE1-1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Ishikawa, S., Ohnishi, H., Shimatani, M., Morikawa, Y., Hayashi, K., Ohnishi, K., Kiba, A., Kai K. and Hikichi, Y.
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 454-463
  • DOI: 10.1111/mpp.12537
  • 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] Fixation of carbon dioxide by chemoautotrophic bacteria in grassland soil under dark conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Yang, Yumei Kang, Katsutoshi Sakurai & Kouhei Ohnishi
  • 雑誌名: Acta Agriculturae Scandinavica, Section B ― Soil & Plant Science 巻: 1 号: 4 ページ: 362-371
  • DOI: 10.1080/09064710.2017.1281433
  • 査読あり
• [雑誌論文] RAPD marker assisted evaluation of chloroplast DNA variation in twelve hosta taxa (2017)
  • 著者名/発表者名: Mehraj Hasan、Sharma Subarna、Ohnishi Kouhei、Shimasaki Kazuhiko、
  • 雑誌名: Plant Omics 巻: 10 号: 03 ページ: 146-152
  • DOI: 10.21475/poj.10.03.17.pne506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoinositide 3-kinase participates in l -methionine sulfoximine-induced cell death via salicylic acid mediated signaling in Nicotiana benthamiana (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumida Sayuri、Ito Makoto、Galis Ivan、Nakatani Hiroko、Shinya Tomonori、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi、Kiba Akinori
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 218 ページ: 167-170
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2017.07.016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation Involved in Colonization of Intercellular Spaces of Host Plants in Ralstonia solanacearum (2017)
  • 著者名/発表者名: Hikichi Yasufumi、Mori Yuka、Ishikawa Shiho、Hayashi Kazusa、Ohnishi Kouhei、Kiba Akinori、Kai Kenji
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 8 ページ: 967-967
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.00967
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient renaturation of inclusion body proteins denatured by SDS (2017)
  • 著者名/発表者名: He Chuan、Ohnishi Kouhei
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 490 号: 4 ページ: 1250-1253
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferulic Acid, But Not All Hydroxycinnamic Acids, Is a Novel T3SS Inducer of Ralstonia solanacearum and Promotes Its Infection Process in Host Plants under Hydroponic Condition (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhang Yong、Li Jing、Zhang Weiqi、Wang Rongsheng、Qiu Qiaoqing、Luo Feng、Hikichi Yasufumi、Ohnishi Kouhei、Ding Wei
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 8 ページ: 1595-1595
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.01595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of an Alteromonas long-type ulvan lyase involved in the degradation of ulvan extracted from Ulva ohnoi (2017)
  • 著者名/発表者名: He Chuan、Muramatsu Hisashi、Kato Shin-ichiro、Ohnishi Kouhei
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 81 号: 11 ページ: 2145-2151
  • DOI: 10.1080/09168451.2017.1379352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of NpdA, a Putative 2-Nitropropane Dioxygenase, in the T3SS Expression and Full Virulence in Ralstonia solanacearum OE1-1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhang Weiqi、Li Jing、Tang Yu、Chen Kai、Shi Xiaojun、Ohnishi Kouhei、Zhang Yong
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.01990
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Flagellar gene expression in Ralstonia solanacearum is differently regulated in vitro and in planta (2020)
  • 著者名/発表者名: 高毓蔚, 曵地康史, 木場章範, 大西浩平
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
• [学会発表] Regulation mechanism of two response regulators that regulate the expression of hrpB, a central transcriptional regulator for hrp regulon in Ralstonia solanacerum (2020)
  • 著者名/発表者名: 朱超, 曵地康史, 木場章範, 大西浩平
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第56回講演会
• [学会発表] Regulation mechanism of two homologous response regulator genes for hrp regulon in Ralstonia solanacearum (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhu, C., Hikichi, Y., Kiba, A., Ohnishi, K.
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Regulation of flagellar regulon expression in Ralstonia solanacerum (2020)
  • 著者名/発表者名: Gao, Y., Hikichi, Y., Kiba, A., Ohnishi, K.
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] 青枯病菌のクオラムセンシングに対してクエンチング活性を示す化合物の作用機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 竹村知夏, 吉原彩華, 林 一沙, 瀬沼和香奈, 木場章範, 大西浩平, 甲斐建次, 曵地康史
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] cbhA遺伝子は青枯病菌OE1-1株の運動能に関わる (2019)
  • 著者名/発表者名: 川本大輝, 林 一沙, 瀬沼和香奈, 木場章範, 大西浩平, 甲斐建次, 曵地康史
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Ralstonia solanacearumのクオラムセンシングは複数のシグナル伝達系から構成される (2019)
  • 著者名/発表者名: 瀬沼和香奈, 林 一沙, 登 達也, 木場章範, 大西浩平, 甲斐建次, 津田賢一, 曵地康史
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Core type III effectors are necessary for full virulence in Ralstonia solanacearum (2019)
  • 著者名/発表者名: Lei, N., Chen, L., Kiba, A., Hikichi, Y., and Ohnishi, K.
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Interaction of tobacco chloroplastic proteins with Ralstonia solanacearum type III effector RipAJ (2019)
  • 著者名/発表者名: Kharel, L., Kiba, A., Hikichi, Y., and Ohnishi, K.
  • 学会等名: 平成31年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Screening of tobacco proteins targeted by Ralstonia solanacearum type III effectors with yeast two hybrid system (2019)
  • 著者名/発表者名: Laxmi Kharel, Akinori Kiba, Yasufumi Hikichi, Kouhei Ohnishi
  • 学会等名: 第92回日本細菌学会総会
• [学会発表] Systematic multiple deletion analysis of T3E effectors in Ralstonia solanacerum (2019)
  • 著者名/発表者名: Ni Lei, Li Chen, Akinori Kiba, Yasufumi Hikichi, Kouhei Ohnishi
  • 学会等名: 第92回日本細菌学会総会
• [学会発表] Multiple deletion mutation analysis of T3E effectors in Ralstonia solanacearum (2019)
  • 著者名/発表者名: Ni Lei, Li Chen, Akinori Kiba, Yasufumi Hikichi and Kouhei Ohnishi
  • 学会等名: XVIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 国際学会
• [学会発表] The type III effectors of Ralstonia solanacearum interact with tobacco chloroplastic proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouhei Ohnishi, Amol Dahal, Laxmi Kharel, Akinori Kiba and Yasufumi Hikichi
  • 学会等名: XVIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋性細菌KUL106の有する多糖類のウルバンリアーゼに関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林慎太郎，大西浩平
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第50回記念講演会
• [学会発表] Chloroplastic proteins are the targets for the Ralstonia solanacearum type III effectors (2018)
  • 著者名/発表者名: Dahal A, Kharel L, Kiba A, Hikichi Y, Ohnishi K
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
• [学会発表] 青枯病菌OE1-1株の主要な菌体外多糖ESPIは，クオラムセンシングにより制御される遺伝子発現に寄与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 林一沙，氏田夢斗，大西 浩平，木場 章範，甲斐 建次，曵地 康史
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
• [学会発表] 青枯病菌OE1-1株の主要な菌体外多糖ESPIは，クオラムセンシングにより制御される遺伝子発現に寄与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 林一沙，甲斐 建次，木場 章範，大西 浩平，曵地 康史
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
• [学会発表] Chloroplastic proteins are targets of the RipG effectors of Ralstonia solanacearum (2018)
  • 著者名/発表者名: Amol Dahal，木場章範，曵地康史，大西浩平
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] ラルフラノン化合物は青枯病菌によるマッシュルーム型バイオフィルム形成に関与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 曵地康史，林一沙，井上加奈子，大西浩平，木場章範，甲斐建次
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] 二次代謝物質による青枯病菌のクオラムセンシングのフィードバック制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林一沙，甲斐 建次，大西 浩平，木場 章範，曵地 康史
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会