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植物表皮プロテオミクスを用いた病原菌に対する侵入抵抗性の制御因子の探索と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K05642
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

西内 巧  金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)

研究分担者 玉置 大介  富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (20793053)
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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード植物免疫 / 植物表皮 / プロテオミクス / 病原性糸状菌 / 表皮 / 病原糸状菌 / 侵入抵抗性 / 気孔 / 赤かび病菌
研究成果の概要

植物表層における病原菌との相互作用に関わるタンパク質を同定するため、シロイヌナズナの葉に赤かび病菌の胞子懸濁液を滴下接種した表皮組織を用いて、ショットガンプロテオーム解析を行った。接種4時間後の表皮において、MAPKKK等のシグナル伝達因子やタンパク質分解に関わるタンパク質の発現量が増加していた。接種24時間後の表皮では、転写因子、PRタンパク質の発現も増加していたが、葉全体ではこれらの発現増加は見られなかった。また、赤かび病菌のエフェクター様タンパク質も多く検出されたことから、接種表皮を用いたプロテオーム解析は、植物と病原菌の相互作用に関わるタンパク質の検出に有効であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物と病原菌の相互作用にはタンパク質が重要な役割を担っており、感染過程で発現変動を示すタンパク質を明らかにすることが、植物を病気から守る上で重要な基盤的知見となります。本研究では、病原菌を接種した植物の表皮組織のみを用いて網羅的なタンパク質の発現解析を行う実験系を構築し、感染初期に発現応答を示す多くのタンパク質を同定することに成功しました。今後は、同定したタンパク質の機能を解明することで、植物と病原菌の相互作用における分子機構を紐解いていきます。

報告書

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

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

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 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nicotinamide Effectively Suppresses Fusarium Head Blight in Wheat Plants2021

    • 著者名/発表者名
      Sidiq Yasir、Nakano Masataka、Mori Yumi、Yaeno Takashi、Kimura Makoto、Nishiuchi Takumi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 6 ページ: 2968-2968

    • DOI

      10.3390/ijms22062968

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Arabidopsis MAPKKK δ-1 is required for full immunity against bacterial and fungal infection.2020

    • 著者名/発表者名
      Asano T, Nguyen HT, Yasuda M, Sidiq Y, Nishimura K, Nakashita H, Nishiuchi T.
    • 雑誌名

      J Exp Bot.

      巻: 71 号: 6 ページ: 2085-2097

    • DOI

      10.1093/jxb/erz556

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Secretome Study at Plant-Pathogen Interface2021

    • 著者名/発表者名
      Yasir Sidiq, Takumi Nishiuchi
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 安全で効果的な赤かび病防除に向けた植物由来の新規抵抗性誘導剤の開発2019

    • 著者名/発表者名
      西内 巧
    • 学会等名
      日本マイコトキシン学会第 81回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Proteomic study of plant leaf epidermis challenged with Fusarium graminearum.2019

    • 著者名/発表者名
      Yasir Sidiq, Daisuke Tamaoki, Takumi Nishiuchi
    • 学会等名
      IS-MPMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proteomic analysis of leaf epidermis inoculated with Fusarium graminearum in Arabidopsis ein3 mutant.2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tamaoki, Daishi Iekada, Yasir Sidiq, Ichiro Karaha, Takumi Nishiuchi
    • 学会等名
      IS-MPMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ethylene signaling negatively regulates the stomata movement by infection of Fusarium graminearum2019

    • 著者名/発表者名
      Daishi Iekada, Takumi Nishiuchi, Ichiro Karaha, Daisuke Tamaoki
    • 学会等名
      IS-MPMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat-shock treatment induces SA-dependent NPR1-independent disease resistance in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Rina Horita, Mai Inoue, Tomoka Fujita, Miyuki Kusajima, Takumi Nishiuchi, Hideo Nakashita
    • 学会等名
      IS-MPMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Type II phosphatidate phosphatase gene CoPAP2 of Colletotrichum orbiculare is involved in fungal pathogenesis and host defense responses.2019

    • 著者名/発表者名
      Sayo Kodama, Takumi Nishiuchi, Yasuyuki Kubo
    • 学会等名
      IS-MPMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ムギ類赤かび病菌に抵抗性を示すシロイヌナズナein3-1変異体における表皮プロテオーム 解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉置大介、池田大志、唐原一郎、西内巧
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの表皮におけるムギ類赤かび病菌接種によるタンパク質の発現変動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      玉置大介,池田大志,唐原一郎,西内巧
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ムギ類赤かび病菌を接種したシロイヌナズナの葉の表皮におけるプロテオーム2018

    • 著者名/発表者名
      玉置大介、西内巧
    • 学会等名
      北陸線植物バイオサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エチレン非感受性変異体 ein3-1 におけるムギ類赤かび病菌に対する病害抵抗性の定量解析2018

    • 著者名/発表者名
      池田大志、西内巧、玉置大介
    • 学会等名
      北陸線植物バイオサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Proteome analysis of plant epidermis challenged with phytopathogen.2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Nishiuchi
    • 学会等名
      International Joint Conference on Genetics and Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 金沢大学遺伝子研究施設西内研究室

    • URL

      https://nishiuchitakumi.com/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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