いもち病菌に対するイネの階層的抵抗性の機構解明

• 研究課題/領域番号: 23580065
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 公益財団法人岩手生物工学研究センター
• 研究代表者: 神崎 洋之 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 生命科学研究部, 研究専門員 (10390882)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: イネ / いもち病菌 / 非病原力遺伝子AVR-Pik / 認識特異性 / タンパク質相互作用 / Dual抵抗性遺伝子 / Effector / いもち病抵抗性遺伝子Pik / 非病原力遺伝子AvrPik / effector / 非病原力遺伝子 / 抵抗性遺伝子 / アリル / 共進化

研究概要

本研究課題において以下のことを明らにした。（1）いもち病菌由来AVR-PikアリルがイネPikアリルに特異的かつ階層的に認識される。（2）AVR-Pikは遺伝子変異が高いPik1のCoiled-Coilドメイン（CC）に特異的かつ直接的にタンパク質相互作用する（3）AVR-PikとPikのアリル間でのタンパク質相互作用は抵抗性反応の特異的認識のパターンと一致する。
以上より、イネ由来Pikは、いもち病菌由来AvrPikとの共進化の中で、AVR-Pikとのタンパク質直接的結合を介して抵抗性を獲得し、Pik1の変異がAVR-Pikアリルに対する抵抗性認識に重要な役割を担っていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The NB-LRR proteins RGA4 and RGA5 interact functionally and physically to confer disease resistance (2014)
  • 著者名/発表者名: Césari, S., Kanzaki, H., Fujiwara, T.(co-first authors), Bernoux, M., Chalvon, V., Kawano, Y., Shimamoto, K., Dodds P., Terauchi, R., Kroj, T
  • 雑誌名: EMBO journal 巻: (in press)
• [雑誌論文] MutMap+ : Genetic mapping and mutant identification without crossing in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Fekih, R., Takagi, H., Tamiru, M., Abe, A., Natsume, S., et al.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 7 ページ: e68529-e68529
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068529
  • 査読あり
• [雑誌論文] MutMap-Gap:whole-genome resequencing of mutant F2 progeny bulk combined with de novo assembly of gap regions identifies the rice blast resistance gne Pii (2013)
  • 著者名/発表者名: Takagi,H., Uemura,A., Yaegashi,H., Tamiru, M., Abe, A., Mitsuoka,C., Utsushi,H., Natsume,S., Kanzaki,H., Matsumura,H., Saitoh,H., Yoshida,K., Cano,L.M., Kamoun,S., Terauchi,R.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 200 号: 1 ページ: 276-283
  • DOI: 10.1111/nph.12369
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice resistance protein pair RGA4/RGA5 recognize the Magnaporthe oryzae effectors AVR-Pia and AVR-CO39 by direct binding. (2013)
  • 著者名/発表者名: Cesari, S., Thilliez, G., Ribot, C., Chalvon, V., Michel, C., Jauneau, A., Rivas, S., Alaux, L., Kanzaki, H., Okuyama, Y., Morel, J.B., Fournier, E., Terauchi, R., Kroj, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 号: 4 ページ: 1463-1481
  • DOI: 10.1105/tpc.112.107201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome sequencing reveals agronomically important loci in rice using MutMap (2013)
  • 著者名/発表者名: Abe Akira, Kosugi Shunichi, Yoshida Kentaro, Natsume Satoshi, Takagi Hiroki, Kanzaki Hiroyuki, Matsumura Hideo, (他 7 名 , 7 番 目)
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 巻: 30 号: 2 ページ: 174-178
  • DOI: 10.1038/nbt.2095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation in <i>OsLMS</i>, a gene encoding a protein with two double-stranded RNA binding motifs, causes lesion mimic phenotype and early senescence in rice (<i>Oryza sativa</i> L.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Undan JR, Tamiru M, Abe A, Yoshida K, Kosugi S, Takagi H, Yoshida K, Kanzaki H, Saitoh H, Fekih R, Sharma S, Undan J, Yano M, Terauchi R.
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 巻: 87 号: 3 ページ: 169-179
  • DOI: 10.1266/ggs.87.169
  • NAID: 10030945208
  • ISSN: 1341-7568, 1880-5779
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole genome sequencing and future breeding of rice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, R., Abe, A., Takagi, H., Yoshida, K., Kosugi, S., Natsume, S., Yaegashi, H, Kanzaki, H., Matsumura, H., Mitsuoka, C., Utsushi, H., Tamiru, M.
  • 雑誌名: J. Plant Biochem. Biotechnol. 巻: 21 号: S1 ページ: 10-14
  • DOI: 10.1007/s13562-012-0133-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik genes driven by their physical interactions. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki H, Yoshida K, Saitoh H, Fujisaki K, Hirabuchi A, Alaux L, Fournier E, Tharreau D, Terauchi R.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 72 号: 6 ページ: 894-907
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.05110.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multifaceted genomics approach allows the isolation of the rice Pia-blast resistance gene consisting of two adjacent NBS-LRR protein genes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Yudai, Kanzaki Hiroyuki, Abe Akira, Yoshida Kentaro, Tamiru Mlumei, Saitoh Hiromasa, Fujibe Takahiro, Matsumura Hideo,(他 6 名)
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 66 号: 3 ページ: 467-479
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04502.x
  • 査読あり
• [学会発表] Mark Banfield、Sophien Kamoun、寺内良平いもち病菌(Magnaporthe oryzae)非病原力遺伝子AVR-Pikと相互作用するイネタンパク質の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、斉藤宏昌、藤崎恒喜、小林光智衣、伊藤和江、神崎英子、三岡周子
  • 学会等名: 平成26年度日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山市
• [学会発表] いもち病菌（Magnaporthe oryzae）非病原力遺伝子AVR-Pikと相互作用するイネタンパク質の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、斉藤宏昌、藤崎恒喜、小林光智衣、伊藤和江、神崎英子、三岡周子、Mark Banfield、Sophien Kamoun、寺内良平
  • 学会等名: 平成2６年度日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス （富山市）
• [学会発表] Rice proteins that interact with the M. oryzae avirulence effector Avr-Pik (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Sautoh, H., Fujisaki, K., Kobayashi, M., Ito, K., Kanzaki, E., Mitsuoka, C., Banfield, M., Kamoun, S., Terauchi, R
  • 学会等名: 2013-International Rice Blast Conference
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 2013-08-20
• [学会発表] Rice proteins that interact with the M.oryzae avirulence effector Avr-Pik (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanzaki, Hiromasa Saitoh, Koki Fujisaki,Michie Kobayashi, Kazue Ito, Eiko Kanzaki, Chikako Mitsuoka,Mark Banfield, Sophien Kamoun
  • 学会等名: 2013 International Rice Blast Conference
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Jejudo, South Korea（韓国、済州島）
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR- Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikは、直接的タンパク質相互作用によって認識する (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、吉田健太郎、平渕亜紀子、寺内良平
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR-Pikが認識する新規イネ遺伝子の単離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之・斉藤宏昌・藤崎恒喜・寺内良平
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜市
• [学会発表] Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR gene and rice R genes driven by their physical interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Fujisaki, K., Hirabuchi, A., Allaux, L., Fournier. E., Tharreau. D., Terauchi, R
  • 学会等名: 30th New Phytologist Symposium～Immunomodulation by plant-associated organisms
  • 発表場所: California米国
• [学会発表] The direct protein-protein interaction results in the arms race co-evolution between Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Hirabuchi, A., Allaux, L., Fournier. E., Tharreau. D., Terauchi, R
  • 学会等名: XI International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR-Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikは、直接的タンパク質相互作用によって認識する (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎 洋之・吉田 健太郎・平渕亜紀子・寺内 良平
  • 学会等名: 日本植物病理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市）
• [学会発表] The direct protein-protein interaction results in the arms race co-evolution between Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanzaki, Kentaro Yoshida, Hiromasa Saitoh, Akiko Hirabuchi, Ludovic Allaux, Elisabeth Fournier, Didier Tharreau, Ryohei Terauchi
  • 学会等名: XI International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto International Confernce Center（京都市）
• [学会発表] Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR gene and rice R genes driven by their physical interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanzaki, Kentaro Yoshida, Hiromasa Saitoh, Koki Fujisaki, Akiko Hirabuchi, Ryohei Terauchi
  • 学会等名: 30th New Phytologist Symposium ～ Immunomodulation by plant-associated organisms
  • 発表場所: Stanford Sierra Conference Center （California, USA）
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR- Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikにおけるアリル間認識特異性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、吉田健太郎、寺内良平
  • 学会等名: 日本育種学会第120回講演会秋季大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR-Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikにおけるアリル間認識特異性
  • 著者名/発表者名: 神崎 洋之、吉田 健太郎、寺内 良平
  • 学会等名: 日本育種学会第120回講演会秋季大会
  • 発表場所: 福井県立大学（福井市）
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR-Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikは、直接的タンパク質相互作用によって認識する
  • 著者名/発表者名: 神崎 洋之、吉田 健太郎、平渕亜紀子、寺内 良平
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市）
• [図書] Protoplast cell death assay to study AVR function in rice (in Methods in Molecular Biology ; Plant Immunity) (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanzaki, Kentaro Yoshida, Hiromasa, Saitoh, Muluneh Tamiru and Ryohei Terauchi (Edit. Baul Birch)
  • 出版者: Springer
• [図書] Plant Immunity (Springer)DOI : 10.1007/978-1-62703-986-4_20 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki. H., Yoshida, K., Saitoh, H., Tamiru, M. Terauchi, R. (Edit. Baul Birch)
  • 出版者: Protoplast cell death assay to study AVR function in rice (in Methods in Molecular Biology
• [図書] Protoplast cell death assay to study AVR function in rice (in Methods in Molecular Biology ; Plant Immunity) (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanzaki, Kentaro Yoshida, Hiromasa, Saitoh, Muluneh Tamiru and Ryohei Terauchi (Edit. Baul Birch)
  • 出版者: Springer