キメラ抵抗性遺伝子を用いたウイルス・卵菌類複合抵抗性の分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22380028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 英樹 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20197164)
• 研究分担者: 安藤 杉尋 東北大学, 大学院農学研究科, 准教授 (10442831)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: ウイルス抵抗性 / キュウリモザイクウイルス / 病害抵抗性遺伝子 / NB-LRRタンパク質

研究成果の概要

RCY1とRPP8は、キュウリモザイクウイルス (CMV)とアブラナ科べと病菌の抵抗性を支配する対立遺伝子である。RCY1、RPP8、および両遺伝子の各ドメインを交換したキメラ遺伝子を、N. benthamiana葉で一過的発現し、抵抗性発現を解析したところ、CMVに対する抵抗性応答には、RCY1タンパク質のLRRドメインが関与していた。次に、両遺伝子の発現制御機構の解析では、いずれもイントロンが、RCY1とRPP8タンパク質の高蓄積と病害抵抗性の増強を決定していた。抵抗性タンパク質の機能ドメイン解析とその蓄積量の制御に関わるこれらの新知見は、病害抵抗性の分子基盤の理解に寄与する。

研究成果

• [雑誌論文] Role of intron-mediated enhancement on accumulation of an Arabidopsis NB-LRR class R-protein that confers resistance to Cucumber mosaic virus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Ando, S. and Takahashi, H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 9 ページ: e107185-e107185
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0107185
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptional profile of tomato roots exhibiting Bacillus thuringiensis- induced resistance to Ralstonia solanacearum. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., Nakaho, K., Ishihara, T., Ando, S., Wada, T., Kanayama, Y., Asano, S., Yoshida, S., Tsushima, S. and Hyakumachi, M.
  • 雑誌名: Plant Cell Reports 巻: 33 ページ: 99-110
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The temporal evolution and global spread of Cauliflower mosaic virus, a plant pararetrovirus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasaka, R., Nguyen, H.D., Ho, S.Y.W., Duchene, S., Korkmaz, S., Katis, N., Takahashi, H., Gibbs, A.J. and Ohshima, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 4 ページ: e95410-e95410
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095410
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Longer uncommon polyamines have a stronger defense gene-induction activity and a higher suppressing activity of Cucumber mosaic virus multiplication compared to that of spermine in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sagor, G.H.M., Liu, T., Takahashi, H., Niitsu, M., Berberich, T. and Kusano, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Reports 巻: 32 ページ: 1477-1488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethylene-responsive AP2/ERF transcription factor MACD1 participates in phytotoxin-triggered programmed cell death (2013)
  • 著者名/発表者名: Mase, K., Ishihama, N., Mori, H., Takahashi, H., Kaminaka, H., Kodama, M. and Yoshioka, H.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 26 ページ: 868-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] RCY1-mediated resistance to Cucumber mosaic virus is regulated by LRR domain-mediated interaction with CMV(Y) following degradation of RCY1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H. et al.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 25 ページ: 1171-1185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broad resistance of Arabidopsis C24 to downy mildew is mediated by different combinations of isolate-specific loci. (2012)
  • 著者名/発表者名: Lapin, D. et al.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 196 ページ: 1171-1181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptome analysis in resistant and susceptible cultivars of tomato infected with Ralstonia solanacearum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, T. et al.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic nucleotide-gated ion channel-mediated cell death may not be critical for R gene-conferred resistance to Cucumber mosaic virus in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., et al
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 78(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous thermospermine has an activity to induce a subset of the defense genes and restrict cucumber mosaic virus multiplication in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Sagor, G.H.M., et al
  • 雑誌名: Plant Cell Report 巻: 31(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of systemic resistance against Cucumber mosaic virus by Penicillium simplicissimum GP17-2 in Arabidopsis and tobacco (2012)
  • 著者名/発表者名: Elsharkawy, M.M., et al
  • 雑誌名: Plant Pathology 巻: 61(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular basis of RCY1/RPP8 locus conferred dual resistance to Cucumber mosaic virus and Hyaloperonospora arabidopsidis (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., Sato, Y., Ando, Y. and Ando, S.
  • 学会等名: 3rd Korea-Japan Joint Symposium on Plant Pathology
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス・アブラナ科べと病菌複合抵抗性を支配するRCY1/RPP8遺伝子座の組換えと病原体応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋英樹・安藤杉尋
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] BTH処理によるキュウリモザイクウイルス抵抗性とRNAサイレンシング関連因子のプライミングの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤杉尋・Jaskiewicz Michal・高橋英樹・Conrath Uwe
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1に対するウイルス非病原性因子の機能ドメイン解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤由起・安藤杉尋・高橋英樹
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] NB -LRR型キュウリモザイクルス抵抗性タンパ質の蓄積を制御するイントロン配列の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤有希代・安藤杉尋・高橋英樹
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス防御応答におけるNB-LRRタンパク質の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋英樹
  • 学会等名: 日本植物病理学会 植物感染生理談話会
  • 発表場所: 滋賀県近江八幡市
  • 招待講演
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス感染に対するLRRドメインを介した抵抗性タンパク質 RCY1の自己分解と防御応答システムの活性化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋英樹
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
• [学会発表] RCY1-mediated Resistance to Cucumber Mosaic Virus Is Regulated by LRR Domain-mediated Interaction with CMV(Y) Following Degradation of RCY1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H. et al.
  • 学会等名: XV. International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都府京都国際会議場
• [学会発表] Auto-activation of defense reaction in Nicotiana benthamiana by over-expression of RCY1 encoding CC-NB-LRR class R protein for the resistance to Cucumber mosaic virus. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shoji, H. et al.
  • 学会等名: The 2nd Japan-Korea Joint Symposium
  • 発表場所: 福岡県福岡市
• [学会発表] トウモロコシおよびシロイヌナズナにおけるキュウリモザイクウイルス抵抗性応答と遺伝子発現プロファイルの比較解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋英樹, ら
  • 学会等名: 平成23年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 東京都府中市
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1のタンパク質相互作用の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安藤杉尋, ら
  • 学会等名: 平成23年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 東京都府中市
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1に対応するウイルス非病原性因子の解析
  • 著者名/発表者名: 高橋英樹・鈴木 匡・竹下 稔・増田 税・安藤杉尋
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1の抵抗性機構におけるWRKY70遺伝子の機能解析
  • 著者名/発表者名: 安藤杉尋・高橋英樹
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1の発現調節機構の解析
  • 著者名/発表者名: 佐藤有希代・安藤杉尋・高橋英樹
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子RCY1の発現調節機構の解析(II)
  • 著者名/発表者名: 佐藤有希代・安藤杉尋・高橋英樹
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会東北部会
  • 発表場所: 秋田市