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細胞壁マーカーによる病害診断系と抵抗性穀類作出の技術基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K08191
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 応用分子細胞生物学
研究機関筑波大学

研究代表者

岩井 宏暁  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30375430)

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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード細胞壁 / いもち病 / 病害応答 / イネ
研究成果の概要

病害による植物の生体防御機構の理解は、植物の資源利用効率の向上に必須である。現在までに、病害による植物の生体防御機構の細胞壁空間についての知見は、その細胞壁構造の複雑さ故に、ほとんど明らかにされてこなかった。本研究課題の目的は、細胞壁バイオマーカーの同定と細胞壁改変新規病害抵抗性作物作出の技術基盤構築にある。細胞壁改変イネライブラリーから病害抵抗性向上に有効な株をスクリーニングし、病害応答性の向上したペクチンとヘミセルロースの改変イネ2種類を得た。また、いもち病感染細胞ダイセクションマイクロアレイによる 網羅解析により、病害応答性にリンクする有力な受容体キナーゼ(RLCK)を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

いもち菌等の原糸状菌は宿主である植物細胞の細胞壁を、酵素分解や物理的圧力等によって侵入する。侵入した後、どのように細胞壁が変化するかについて多くの報告があり、現在まで細胞壁はいもち菌が侵入した後の“結果”にすぎないと考えられてきた。しかし本研究により、ペクチンとヘミセルロースという細胞壁を改変した植物に対していもち菌を感染させた場合、その抵抗性が向上した。このことから、細胞壁構造は単なる“結果”ではなく、いもち菌の抵抗性を得る“原因”となっていることが示された。また網羅的解析から、新たな細胞壁マーカーである受容体キナーゼが同定できた。これらを通して新たな細胞壁を用いた病害対策育種が期待できる。

報告書

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

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Changes in the Distribution of Pectin in Root Border Cells Under Aluminum Stress.2019

    • 著者名/発表者名
      Nagayama T, Nakamura A, Yamaji N, Satoh S, Furukawa J, Iwai H.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 1216-1216

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01216

    • NAID

      120007132774

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] UDP-arabinopyranose mutase gene expressions are required for the biosynthesis of the arabinose side chain of both pectin and arabinoxyloglucan, and normal leaf expansion in Nicotiana tabacum2017

    • 著者名/発表者名
      Honta Hideyuki、Inamura Takuya、Konishi Teruko、Satoh Shinobu、Iwai Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 131 号: 2 ページ: 307-317

    • DOI

      10.1007/s10265-017-0985-6

    • NAID

      40021495046

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of xylan in the early stages of secondary cell wall formation in tobacco bright yellow-2 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Ishii Tadashi、Matsuoka Keita、Ono Hiroshi、Ohnishi-Kameyama Mayumi、Yaoi Katsuro、Nakano Yoshimi、Ohtani Misato、Demura Taku、Iwai Hiroaki、Satoh Shinobu
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 176 ページ: 381-391

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2017.08.108

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イネの根冠脱落細胞のペクチンによるアルミニウム毒性緩和機構2020

    • 著者名/発表者名
      長山 照樹,中村 敦子,山地 直樹, Jianfeng Ma,佐藤 忍,古川 純,岩井 宏暁
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネのアルミニウム耐性における根冠脱落細胞のペクチンの機能2019

    • 著者名/発表者名
      長山 照樹,中村 敦子,山地 直樹, Jianfeng Ma,佐藤 忍,古川 純,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるオリゴガラクツロ ン酸により誘導される Wall- associated kinaseを介した病害 応答性機構の探索2019

    • 著者名/発表者名
      豊田 一希,竹内 春樹,木村 郷子, 小原 崇司,佐藤 淳也,中村 敦子, 出崎 能丈,渋谷 直人,賀来 華江, 南 栄一,佐藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] wall-associated kinase を介したキシロオリゴ糖誘導性病害応 答機構の探索2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 佑哉,木村 郷子,豊田 一希,小原 崇司,中村 敦子, 住吉 美奈子,出崎 能丈,渋谷 直人,賀来 華江,南 栄一, 佐藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] wall-associated kinase を介したキシロオリゴ糖誘導性病害応答機構の探索2018

    • 著者名/発表者名
      木村 郷子,豊田 一希,小原 崇司, 中村 敦子,住吉 美奈子,出崎 能丈, 渋谷 直人,賀来 華江,南 栄一,佐 藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ペクチン分解酵素過剰発現イネを用いたオリゴガラクツロン酸誘導性病害応答2018

    • 著者名/発表者名
      豊田 一希,竹内 春樹,木村 郷子,小原 崇司,佐藤 淳也, 中村 敦子,出崎 能丈,渋谷 直人,賀来 華江,南 栄一, 佐藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる光条件におけるペクチン分解酵素過剰発現イネを用いたオリゴガラクツロン酸誘導性病害応答2017

    • 著者名/発表者名
      竹内 春樹,木村 郷子,小原 崇司,佐藤 淳也,中村 敦子, 出崎 能丈,渋谷 直人,賀来 華江,横山 隆亮,西谷 和彦, 南 栄一,佐藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キシラン改変イネを用いたキシロオリゴ糖による病害応答機構の探索2017

    • 著者名/発表者名
      木村 郷子,小原 崇司,中村 敦子,住吉 美奈子,出崎 能丈,渋谷 直人,賀来 華江,南 栄一,佐藤 忍,岩井 宏暁
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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