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栄養環境情報と微生物情報の統合に基づく植物免疫応答の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18H02467
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

西條 雄介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50587764)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード植物微生物相互作用 / 植物免疫 / 共生 / 環境応答 / 土壌栄養 / 貧栄養 / マイクロバイオーム / リン / PSR / 微生物 / シグナル伝達 / 受容体 / 栄養 / 環境適応
研究成果の概要

植物が貧栄養環境で共生菌を許容しながら病原菌を防除する上で細胞ダメージ誘導性のPepペプチド・受容体が果たす重要性、及び低リン条件でPep応答を増強する仕組みやPepペプチドが根毛形成も誘導する仕組みを明らかにした。さらに、真菌侵入抵抗性に資するカロース合成酵素が低リン条件において根にカロースを誘導しリン獲得を促進すること、並びにリン枯渇環境応答(PSR)制御因子が栄養十分条件においても土壌由来の微生物の共生感染制御に重要であることを発見した。以上の結果から、微生物情報と栄養環境情報に基づき、植物が貧栄養環境への適応を進める仕組みの一端を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物と微生物の関係性は環境条件に応じて大きく変わるものの、背景にある分子機構の解明は遅れている。共生菌に依存する低リン条件における免疫制御機構の解明を進めた本研究は、栄養環境情報にもとづき植物が免疫・共生制御を行う仕組みの解明に先鞭をつけ、国内外で求められている植物・微生物・環境の三者相互作用研究に重要な貢献を果たした。同時に、野外環境で実効性の高い病害抵抗性作物や共生菌制御技術を開発する上で有意義な情報を提供した。本成果は、植物の環境適応機構を活用して、環境変動に耐える頑強な作物の作出や効率的な共生菌・土壌栄養利用を可能にし、持続可能な食料生産システムの構築に貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] CEA-CNRS-AMU(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Montpellier/INRA/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] MPIPZ(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Uncoupling root hair formation and defence activation from growth inhibition in response to damage‐associated Pep peptides in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Kentaro、Kubota Yuki、Hirase Taishi、Otani Koichi、Goh Tatsuaki、Hiruma Kei、Saijo Yusuke
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 229 号: 5 ページ: 2844-2858

    • DOI

      10.1111/nph.17064

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Phosphorylation Dynamics Under Carbon/Nitrogen-Nutrient Stress and Identification of a Cell Death-Related Receptor-Like Kinase in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Li Xingwen、Sanagi Miho、Lu Yu、Nomura Yuko、Stolze Sara Christina、Yasuda Shigetaka、Saijo Yusuke、Schulze Waltraud X.、Feil Regina、Stitt Mark、Lunn John E.、Nakagami Hirofumi、Sato Takeo、Yamaguchi Junji
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 377-377

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00377

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 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] SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1 acts as a regulator coordinating crosstalk between DNA damage response and immune response in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyama Kaoru Okamoto、Aoshima Naoki、Takahashi Naoki、Sakamoto Tomoaki、Hiruma Kei、Saijo Yusuke、Hidema Jun、Umeda Masaaki、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 103 号: 3 ページ: 321-340

    • DOI

      10.1007/s11103-020-00994-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant immunity in signal integration between biotic and abiotic stress responses.2020

    • 著者名/発表者名
      Saijo Y, Loo EP.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 225 号: 1 ページ: 87-104

    • DOI

      10.1111/nph.15989

    • 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] Pattern recognition receptors confer plant salt tolerance via WRKY18/WRKY40 transcription factors2020

    • 著者名/発表者名
      Eliza P. Loo, Yuri Tajima, Kohji Yamada, Taishi Hirase, Hirotaka Ariga, Tadashi Fujiwara, Keisuke Tanaka, Teruaki Taji, Imre E. Somssich, Jane E. Parker, Yusuke Saijo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2020

    • DOI

      10.1101/2020.05.07.082172

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Integration of danger peptide signals with HAMP signaling amplifies the anti-herbivore defense responses in rice2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tomonori、Yasuda Shigetaka、Hyodo Kiwamu、Tani Rena、Hojo Yuko、Fujiwara Yuka、Hiruma Kei、Ishizaki Takuma、Fujita Yasunari、Saijo Yusuke、Galis Ivan
    • 雑誌名

      Plant Journal

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 626-637

    • DOI

      10.1111/tpj.13883

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identifying the target genes of SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1, a master transcription factor controlling DNA damage response in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Ogita N, Okushima Y, Tokizawa M, Yamamoto YY, Tanaka M, Seki M, Makita Y, Matsui M, Okamoto-Yoshiyama K, Sakamoto T, Kurata T, Hiruma K, Saijo Y, Takahashi N, Umeda M.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: - 号: 3 ページ: 439-453

    • DOI

      10.1111/tpj.13866

    • 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] Pattern recognition receptors and signaling in plant-microbe interactions.2018

    • 著者名/発表者名
      Saijo Y, Loo EP, and Yasuda S.
    • 雑誌名

      Plant J

      巻: 93 号: 4 ページ: 592-613

    • DOI

      10.1111/tpj.13808

    • 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
  • [学会発表] Callose synthase-mediated adaptation to phosphate starvation in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Okada, Koei Yachi, Nhi Nguyen tan Anh, Tae-Hong Lee, Satomi Kanno, Kei Hiruma, Yusuke Saijo
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Microbiome regulation by phosphorus starvation response regulators in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Chigusa, Ayato Hirano, Kentaro Okada, Yuniar Devi Utami, Kei Hiruma, Miki Fujita and Yusuke Saijo
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pattern recognition receptors mediate direct apoplastic resistance against bacterial water acquisition in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Saijo
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Arabidopsis Research,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pattern recognition receptors confer direct apoplastic resistance against bacterial water acquisition in plants.2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Saijo
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Receptor Kinases and Cell Signaling 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phosphate status-dependent control of associations with beneficial and pathogenic fungi in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Tae-Hong Lee, Takuma Inoue, Midori Tanaka, Taishi Hirase, Shigetaka Yasuda, Kei Hiruma and Yusuke Saijo
    • 学会等名
      2019 IS-MPMI XVIII Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pattern-triggered immunity under water stress conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Saijo
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pattern recognition receptors in fluctuating environments2018

    • 著者名/発表者名
      Lee T, Loo EP, Tanaka M, Tajima Y, Hirase T, Yamada K, Yasuda S, Hiruma K and Saijo Y.
    • 学会等名
      International Plant Molecular Biology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微生物の認識と制御を介した植物の環境適応2018

    • 著者名/発表者名
      西條雄介
    • 学会等名
      第53回感染生理談話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン栄養環境情報に基づく植物免疫の制御2018

    • 著者名/発表者名
      西條雄介
    • 学会等名
      第4回植物栄養研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物情報と環境情報の統合に基づく植物免疫の制御と環境適応2018

    • 著者名/発表者名
      西條雄介
    • 学会等名
      第28回植物微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物のパターン認識受容体を介した微生物の認識・制御と環境適応2018

    • 著者名/発表者名
      西條雄介
    • 学会等名
      日本育種学会平成30年度秋季大会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Integration of microbial and environmental cues in plant immunity2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Saijo
    • 学会等名
      ICPS (EIG-CENCERT) symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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