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植物病原菌が作り出す新奇サイトカイニンの構造および生合成経路と機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H00931
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

榊原 均  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20242852)

研究分担者 小嶋 美紀子 (小嶋美紀子)  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専門技術員 (10634678)
西川 俊夫  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (90208158)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2020年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2019年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワードサイトカイニン / 植物病原菌 / leafy gall / Rhodococcus fascians / FASオペロン
研究開始時の研究の概要

植物に感染し奇形を引き起こす帯化病菌Rhodococcus fasciansの病症原因遺伝子座FASオペロン遺伝子群の機能を解明し、この病原菌が生産する新奇サイトカイニン様分子の構造と生合成機構を、生化学、分子遺伝学、有機化学、分析化学的手法を駆使して同定する。また、この分子の宿主植物体内での作用機作を分子レベルで解き明かし、サイトカイニンの側鎖構造の多様性による「質的な作用調節機構のしくみ」を解明する。

研究成果の概要

Rhodococcus fascians感染による病症原因であるFAS遺伝子群が作り出す新奇サイトカイニン(CK)様分子の構造と作用機作の解明を目指して研究を進めた。その結果、FAS2,FAS3, FAS5によるプレニル側鎖への修飾と、それに続くFAS1反応により合成されることを明らかにした。さらに新奇CK様分子候補2種(NC)について解析を行った結果、NCは植物由来CKに比べCK応答遺伝子の誘導効果は低く、受容体に対する親和性も低いものの、グリーンカルス誘導活性は高いこと、そして少なくともその作用の一部はAHK4を介して作用することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、植物成長調節において重要な役割を果たすサイトカイニンの、側鎖構造の多様性による「質的」な作用調節の一端を解明するものである。また、この物質の作用機構の解明はFASオペロンを持つ病原菌の感染被害の抑制法開発につながることから、農学へのインパクトも高い。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] マドリッド工科大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Systemic Regulation of Iron Acquisition by Arabidopsis in Environments with Heterogeneous Iron Distributions2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tabata, Takehiro Kamiya, Shunpei Imoto, Hana Tamura, Michika Tabata, Tasuku Hirayama, Hironaka Tsukagoshi, Keitaro Tanoi, Takamasa Suzuki, Takushi Hachiya, Hitoshi Sakakibara
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: - 号: 6 ページ: 842-854

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac049

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The calcium sensor CBL7 is required for Serendipita indica-induced growth stimulation in Arabidopsis thaliana, controlling defense against the endophyte and K+ homoeostasis in the symbiosis.2022

    • 著者名/発表者名
      Perez-Alonso MM, Guerrero-Galan C, Gonzalez Ortega-Villaizan A, Ortiz-Garcia P, Scholz SS, Ramos P, Sakakibara H, Kiba T, Ludwig-Muller J, Krapp A, Oelmuller R, Vicente-Carbajosa J, Pollmann S.
    • 雑誌名

      Plant Cell Environ.

      巻: 45 号: 11 ページ: 3367-3382

    • DOI

      10.1111/pce.14420

    • 関連する報告書
      2022 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] Regulation of ammonium acquisition and use in Oryza longistaminata ramets under nitrogen source heterogeneity2022

    • 著者名/発表者名
      Misato Kawai, Ryo Tabata, Miwa Ohashi, Haruno Honda, Takehiro Kamiya, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Shunsuke Oishi, Satoru Okamoto, Takushi Hachiya, Hitoshi Sakakibara
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 188 号: 4 ページ: 2364-2376

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac025

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Root-specific Reduction of Cytokinin Perception Enhances Shoot Growth in <i>Arabidopsis thaliana</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Monden Kota、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Suzuki Takamasa、Nakagawa Tsuyoshi、Sakakibara Hitoshi、Hachiya Takushi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 63 号: 4 ページ: 484-493

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac013

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant stem cell research is uncovering the secrets of longevity and persistent growth2021

    • 著者名/発表者名
      Umeda Masaaki、Ikeuchi Momoko、Ishikawa Masaki、Ito Toshiro、Nishihama Ryuichi、Kyozuka Junko、Torii Keiko U.、Satake Akiko、Goshima Gohta、Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: Online ahead of print 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1111/tpj.15184

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cytokinin biosynthesis and transport for systemic nitrogen signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 号: 2 ページ: 421-430

    • DOI

      10.1111/tpj.15011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference Between Day and Night Temperatures Affects Stem Elongation in Tomato (Solanum lycopersicum) Seedlings via Regulation of Gibberellin and Auxin Synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka Kinuka、Yoshida Akiko、Kakei Yusuke、Fukui Kosuke、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Yano Kanako、Imanishi Shunsuke、Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 577235-577235

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.577235

    • 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 Maize Hairy Sheath Frayed1 (Hsf1) Mutation Alters Leaf Patterning through Increased Cytokinin Signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Muszynski Michael G.、Moss-Taylor Lindsay、Chudalayandi Sivanandan、Cahill James、Del Valle-Echevarria Angel R.、Alvarez-Castro Ignacio、Petefish Abby、Sakakibara Hitoshi、Krivosheev Dmitry M.、Lomin Sergey N.、Romanov Georgy A.、Thamotharan Subbiah、Dam Thao、Li Bailin、Brugi?re Norbert
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 5 ページ: 1501-1518

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00677

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative and qualitative tuning of cytokinin actions for plant growth regulation2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Sakakibara
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 54 ページ: 137-142

    • NAID

      130008060495

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cytokinin signaling is essential for organ formation in Marchantia polymorpha2019

    • 著者名/発表者名
      Aki Shiori S、Mikami Tatsuya、Naramoto Satoshi、Nishihama Ryuichi、Ishizaki Kimitsune、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Sakakibara Hitoshi、Kyozuka Junko、Kohchi Takayuki、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 8 ページ: 1842-1854

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz100

    • NAID

      120006711216

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Leafy gall形成を引き起こす植物病原菌が合成するサイトカイニン様化合物の構造と生合成経路の解明2023

    • 著者名/発表者名
      宮田和輝、吉野実花、Alicia Surjana、小嶋美紀子、幸木謙典、西川俊夫、榊原均
    • 学会等名
      第64回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物成長制御におけるサイトカイニン生合成と作用調節機構の研究2023

    • 著者名/発表者名
      榊原均
    • 学会等名
      第64回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fas遺伝子群が作り出す新奇サイトカイニンに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      宮田和輝、Alicia Surjana、小嶋美紀子、幸木謙典、西川俊夫、榊原均
    • 学会等名
      日本植物学会 第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus fasciansが作り出す新奇サイトカイニンの構造と機能の解明2022

    • 著者名/発表者名
      吉野 実花、Alicia Surjana、小嶋 美紀子、幸木 謙典、西川 俊夫、榊原 均
    • 学会等名
      日本植物学会 第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物ホルモン作用による植物成長調節のしくみ2022

    • 著者名/発表者名
      榊原均
    • 学会等名
      グリーンDX プラズマコンソーシアム「アグリ・バイオ分野における基礎講座」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物ホルモン生合成・シグナル伝達の理解からバイオマス生産向上へ2022

    • 著者名/発表者名
      榊原均
    • 学会等名
      連続公開シンポジウム「SDGs達成に向けた農芸化学の挑戦」第4回 植物科学からサステイナブルな農業生産・ものづくりへ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Importance of cytokinin biosynthesis and translocation in shoot apical meristem2020

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Sakakibara
    • 学会等名
      日本植物学会大84回大会シンポジウム「Cell fate regulation via cell-cell communication」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural variation of cytokinin controls the action specificity2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, H.
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Plant Growth Substances
    • 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] Importance of Structural Variation of Cytokinins for the Action Specificity in Plant Growth and Development2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, H.
    • 学会等名
      SERB workshop
    • 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] Understanding plant optimized behavior in response to nitrogen nutrition2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, H.
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
    • 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] Importance of structural variation of cytokinins for the action specificity in plant growth and development2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, H
    • 学会等名
      Frontiers in plant environmental response 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] Characterization of biosynthesis pathway and function of novel cytokinins produced by Rhodococcus fascians2019

    • 著者名/発表者名
      Surjana, A., Takahata, M., Ueda, N., Kojima, M., Kouki, K., Nishikawa, T., Sakakibara, H.
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Plant Growth Substances
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] エッセンシャル植物生理学 農学系のための基礎2022

    • 著者名/発表者名
      牧野周、渡辺正夫、村井耕二、榊原均
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065295816
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 植物情報分子研究室ウェブサイト

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] 植物情報分子研究室HP

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 植物情報分子研究室HP

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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