リン脂質代謝による植物免疫制御を介した広耐病性の分子機構の解明と病害防除への展開

• 研究課題/領域番号: 18K05651
• 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: 高知大学
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 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) ; 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): 2018-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: フォスファチジン酸 / 耐病性 / リン脂質 / フォスフォリパーゼ / ジアシルグリセロール / リン脂質代謝 / フォスフォリパーゼC / 過敏感反応 / Target of Rapamycin / 活性酸素 / 植物免疫 / シグナル伝達 / Nicotiana benthamiana / ウイルス誘導ジーンサイレンシング / 病害抵抗性 / 病害防除 / ゲノム編集

研究成果の概要

PAの合成に関わるフォスフォリパーゼC、およびD（PLC、PLD）に着目した。PLC2抑制植物では青枯病に対する抵抗性の低下が観察され た。PLC2は植物の基礎的な免疫であるカロース沈着、PTIマーカー遺伝子の発現に関与していることを見出した。一方、PLC1、PLC3、PLC4は自己細胞死を伴う過敏感反応（HR）の抑制に関わることも明らかとなった。また、PA合成に関わる別の経路を構成するPLCδ抑制植物では青枯病に対する抵抗性の低下が観察された。 本研究の研究成果から、PTI制御とリン脂質代謝 （PLC2、PLDδ）、HR制御とリン脂質代謝（PLC１，3、４）の関連を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物免疫の人為的な活性化は病害防除につながるとの概念で、植物免疫の活性化機構の解明が精力的に進められている。一方、病原体は植物免疫を抑制することで、感染～発病に至るため、病原力因子の研究も対極の研究も進められている。・本研究では、DS1-PAPが関連する広耐病性の解明、DS1-PAP発現制御機構の解明、感染に必須な病原細菌・卵菌・ウイルスの病原性因子の発見と発病機構の解明は、未知の基礎的な植物免疫機構と病原体の感染戦略を見いだすことができる極めて重要な成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphatidylinositol-phospholipase C4 suppresses the hypersensitive response of <i>Nicotiana benthamiana</i> (2023)
  • 著者名/発表者名: Fukui Kotoko、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi、Kiba Akinori
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 40 号: 1 ページ: 87-92
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.22.1207a
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 年月日: 2023-03-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Suppressed expression of ErbB3-binding protein 1 (EBP1) genes compromised the hypersensitive response cell death in <i>Nicotiana benthamiana</i> (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Maho、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi、Kiba Akinori
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 40 号: 1 ページ: 77-81
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.22.1121a
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 年月日: 2023-03-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trigalactosyldiacylglycerol 3 protein orthologs are required for basal disease resistance in <i>Nicotiana benthamiana</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Tagami Shuhei、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi、Kiba Akinori
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 38 号: 3 ページ: 373-378
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.21.0624a
  • NAID: 130008091563
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 年月日: 2021-09-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol-phospholipase C1 negatively regulates the hypersensitive response in Nicotiana benthamiana (2021)
  • 著者名/発表者名: Ueta Yukiko、Mizutani Yuka、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi、Kiba Akinori
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 116 ページ: 101724-101724
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2021.101724
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Silencing of phosphoinositide dependent protein kinase orthologs reduces hypersensitive cell death in <i>Nicotiana benthamiana</i> (2020)
  • 著者名/発表者名: Kiba Akinori、Fukui Kotoko、Mitani Maki、Galis Ivan、Hojo Yuko、Shinya Tomonori、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 37 号: 3 ページ: 363-367
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.20.0511b
  • NAID: 130007907451
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 年月日: 2020-09-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol-phospholipase C2 regulates pattern-triggered immunity in Nicotiana benthamiana (2020)
  • 著者名/発表者名: Kiba Akinori、Nakano Masahito、Hosokawa Miki、Galis Ivan、Nakatani Hiroko、Shinya Tomonori、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 71 号: 16 ページ: 5027-5038
  • DOI: 10.1093/jxb/eraa233
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol-phospholipase C2 regulates pattern-triggered immunity in Nicotiana benthamiana (2020)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kiba, Masahito Nakano, Miki Hosokawa1, Ivan Galis, Hiroko Nakatani, Tomonori Shinya, Kouhei Ohnishi, Yasufumi Hikichi
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: in Press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Silencing of phosphoinositide dependent protein kinase orthologs reduces hypersensitive cell death in Nicotiana benthamiana (2020)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kiba, Kotoko Fukui, Maki Mitani, Ivan Galis, Yuko Hojo, Tomonori Shinya, Kouhei Ohnishi, Yasufumi Hikichi
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: in Press
  • NAID: 130007907451
  • 査読あり
• [雑誌論文] The SEC14 phospholipid transfer protein regulates pathogen-associated molecular pattern-triggered immunity in Nicotiana benthamiana (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiba Akinori、Nakano Masahito、Ohnishi Kouhei、Hikichi Yasufumi
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 巻: 125 ページ: 212-218
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2018.02.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ralfuranones contribute to mushroom-type biofilm formation by Ralstonia solanacearum strain OE1-1. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., Hosoi, Y., Ishikawa, S., Hayashi, K., Asai, Y., Ohnishi, H., Shimatani, M., Inoue, K., Ikeda, K., Nakayashiki, H., Nishimura, Y., Ohnishi K., Kiba, A., Kai, K., Hikichi, Y.
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 19 号: 4 ページ: 975-985
  • DOI: 10.1111/mpp.12583
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] 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] 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
• [学会発表] Nicotiana benthamiana 植物由来のホスフォリパーゼC3による過敏感反応抑制における MAPKカスケードの関与 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坂東卓弥・高里詩織・大西浩平・曵地康史・木場章範
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] Nicotiana benthamiana植物由来ホスフォリパーゼC4は過敏感反応を負に制御する (2022)
  • 著者名/発表者名: 木場章範・福井誼子・大西浩平・曵地康史
  • 学会等名: 日本植物バイオテクノロジー学会
• [学会発表] Nicotiana benthamiana植物由来のホスフォリパーゼＣ3はジャスモン酸、サリチル酸、活性酸素シグナルを介して過敏感反応を負に制御する (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂東卓弥・高里詩織・大西浩平・曵地康史・木場章範
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] Role of phospholipase C on plant immunity in Nicotiana benthamiana (2019)
  • 著者名/発表者名: Akinori KIba
  • 学会等名: 8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids.
  • 国際学会
• [学会発表] Nicotiana benthamianaの免疫制御におけるSucrose Nonfermenting-Related Kinase 1の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木場章範、今仲優布、大西浩平、曵地康史
  • 学会等名: 第32回植物脂質シンポジウム
• [学会発表] リン脂質代謝による植物免疫の制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木場章範・中野真人・大西浩平・曵地康史
  • 学会等名: 平成30年度植物感染生理談話会
  • 招待講演
• [学会発表] Nicotiana benthamiana植物由来ホスフォリパーゼC3は過敏感反応を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 高里詩織・大西浩平・曵地康史・木場章範
  • 学会等名: 平成30年度日本植物脂質科学シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Nicotiana benthamiana 植物においてホスホリパーゼCδは基礎的抵抗性の誘導に関与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 髙安 範・大西 浩平・曵地 康史・木場 章範
  • 学会等名: 平成30年度日本植物脂質科学シンポジウム
  • 招待講演