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気孔の開閉をめぐる植物-病原菌共進化の分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K17802
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 植物保護科学
応用分子細胞生物学
研究機関立命館大学

研究代表者

峯 彰  立命館大学, 生命科学部, 助教 (80793819)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード気孔 / コロナチン / ジャスモン酸 / 病原細菌 / 共進化 / Pseudomonas syringae / Brassicaceae
研究成果の概要

気孔は光合成に必要なガス交換を担う植物の生育に必須の器官であると同時に、病原菌の侵入経路でもある。植物は病原菌を認識して気孔を閉じる免疫機構を持つが、病原菌の中には気孔を再開口させるものが存在する。病原菌が気孔を開く仕組み関しては、未解明の部分が多く残されていた。本研究において、トマト斑葉細菌病菌が産生する植物毒素コロナチンが、植物の遺伝子を利用して気孔を開くことを突き止めた。この知見をもとに、ゲノム編集技術を用いて、コロナチン標的遺伝子をコロナチンに利用されないように改変することに成功した。さらに、コロナチン標的遺伝子は本来明け方の速やかな気孔開口と光合成の開始に必要であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

病原菌による農作物の減収は、現代農業が抱える最重要課題の一つであり、より効果的・効率的な病害防除技術の開発が求められている。病原細菌は、自然開口部である気孔から植物体内に侵入し病気を引き起こす。本研究において、トマト斑葉細菌病菌が気孔を開くために利用する植物の遺伝子を突き止めた。さらに、ゲノム編集技術を用いて、この遺伝子をトマト斑葉細菌病菌に利用されない形へと改変することに成功した。本成果は、病原細菌の気孔侵入を阻止する新たな病害防除技術の開発へ向けた基盤になると考えている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] マックスプランク植物育種学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク植物育種学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Balancing trade-offs between biotic and abiotic stress responses through leaf age-dependent variation in stress hormone cross-talk2019

    • 著者名/発表者名
      Berens Matthias L.、Wolinska Katarzyna W.、Spaepen Stijn、Ziegler Joerg、Nobori Tatsuya、Nair Aswin、Krueler Verena、Winkelmueller Thomas M.、Wang Yiming、Mine Akira、Becker Dieter、Garrido-Oter Ruben、Schulze-Lefert Paul、Tsuda Kenichi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 116 号: 6 ページ: 2364-2373

    • DOI

      10.1073/pnas.1817233116

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The Defense Phytohormone Signaling Network Enables Rapid, High-Amplitude Transcriptional Reprogramming during Effector-Triggered Immunity2018

    • 著者名/発表者名
      Mine Akira、Seyfferth Carolin、Kracher Barbara、Berens Matthias L.、Becker Dieter、Tsuda Kenichi
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 30 号: 6 ページ: 1199-1219

    • DOI

      10.1105/tpc.17.00970

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular networks in plant-pathogen holobiont2018

    • 著者名/発表者名
      Nobori Tatsuya、Mine Akira、Tsuda Kenichi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 592 号: 12 ページ: 1937-1953

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13071

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 植物と病原体のせめぎ合いの分子ネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      峯彰
    • 雑誌名

      植物感染生理談話会論文集

      巻: - ページ: 57-67

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A dominant-interfering camta3 mutation compromises primary transcriptional outputs mediated by both cell surface and intracellular immune receptors in Arabidopsis thaliana.2018

    • 著者名/発表者名
      Jacob F, Kracher B, Mine A, Seyfferth C, Blanvillain-Baufume S, Parker JE, Tsuda K, Schulze-Lefert P, Maekawa T.
    • 雑誌名

      New Phytol.

      巻: 217 号: 4 ページ: 1667-1680

    • DOI

      10.1111/nph.14943

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Hormone Signaling Networks in Plant Defense.2017

    • 著者名/発表者名
      Berens ML, Berry HM, Mine A, Argueso CT, Tsuda K.
    • 雑誌名

      Annu Rev Phytopathol

      巻: 55 号: 1 ページ: 401-425

    • DOI

      10.1146/annurev-phyto-080516-035544

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pathogen exploitation of an abscisic acid- and jasmonate-inducible MAPK phosphatase and its interception by Arabidopsis immunity.2017

    • 著者名/発表者名
      Mine A, Berens ML, Nobori T, Anver S, Fukumoto K, Winkelmueller TM, Takeda A, Becker D, Tsuda K.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 114 号: 28 ページ: 7456-7461

    • DOI

      10.1073/pnas.1702613114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 生物発光によるグラム陰性細菌の増殖定量を可能にする汎用性プラスミドベクター2019

    • 著者名/発表者名
      峯彰, 松本歩, 下川心平, 竹田篤史
    • 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] ネットワーキングから生み出される植物免疫ホルモンの多様な機能2018

    • 著者名/発表者名
      峯彰
    • 学会等名
      京大植物病理 特別セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物と病原体のせめぎ合いの分子ネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      峯彰
    • 学会等名
      平成30年度植物感染生理談話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気孔開閉の制御に対する病原体の選択圧と進化的トレードオフ2018

    • 著者名/発表者名
      峯 彰, 福元 華織, 中野亮平, 津田賢一
    • 学会等名
      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] Pathogen pressure and evolutionary trade-off in the regulation of plant stomatal aperture2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Mine, Kaori Fukumoto, Ryohei Thomas Nakano, Kenichi Tsuda
    • 学会等名
      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] Balancing trade-offs between biotic and abiotic stresses through leaf age-dependent variation in stress hormone crosstalk2018

    • 著者名/発表者名
      Matthias L. Berens, Akira Mine, Kenichi Tsuda
    • 学会等名
      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] 植物-病原体相互作用のシステム生物学2018

    • 著者名/発表者名
      峯 彰
    • 学会等名
      滋賀植物病理懇話会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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