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: 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 / 耐病性 / Nicotiana benthamiana / ウイルス誘導ジーンサイレンシング / フォスファチジン酸 / 病害抵抗性 / 病害防除 / ゲノム編集

研究実績の概要

病害抵抗性の制御に関わる、植物細胞内情報伝達系の解析を進めてきた。特に、生体膜リン脂質代謝系に注目した。リン脂質代謝酵素であるフォスフォリパーゼ
Cは7種のファミリーから形成されており、ファミリーごとに機能が異なると考えられている。そこで、７種のフォスフォリパーゼCの個々の機能の解析を進める
ことにした。さらに、フォスフォリパーゼCの下流で機能すると考えられている、ジアシルグリセロールの役割について解析した。実験手法として、
ウイルス誘導ジーンサイレンシング法による遺伝子機能のノックダウン植物を作成し、病害抵抗性における役割を解析した。
フォスフォリパーゼC4は、非親和性の青枯病菌に対する防御応答である過敏感反応（HR）の抑制に重要であることを明らかにした。フォスフォリパーゼC４が関
連するHRの抑制には、活性酸素を介したシグナル伝達が重要であることを明らかにした。一方、PLCの下流で機能するジアシルグリセロールは、3つのクレードに分類される。PLC同様にクレードごとに機能が異なると考えられている。そこで、ジアシルグリセロールの3つのクレードについて個々の機能の解析を進めることにした。まず、クレードⅡに分類されるジアシルグリセロールに着目した。クレードⅡジアシルグリセロールには3つの分子種が存在し、そのうち2種が完全長のジアシルグリセロールをコードしていた。これら2つのクレードⅡジアシルグリセロールキナーゼは、サリチル酸・ジャスモン酸によって制御される防御応答関連遺伝子、カロースの蓄積を基にした基礎的防御応答に関わることを見出した。一連の成果は、国際学術雑誌に2報投稿し、掲載された。

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