防御応答メカニズムを利用して成立したマメ科植物ー根粒菌共生の進化プロセスの検証

• 研究課題/領域番号: 23688007
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 中川 知己 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (90396812)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2012年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2011年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 共生 / 防御応答 / 菌根菌 / イネ / 植物微生物間相互作用 / 分子進化 / 共生応答 / 受容体 / 根粒菌 / 防御 / 進化 / NFR1 / CERK1 / マメ科植物

研究概要

微生物と共生する植物は病原菌を排除しながら共生菌を受け入れなければならない。我々は以前に、マメ科植物において根粒菌との共生プログラムを起動する役割を果たすNFR1が、糸状菌のキチンを認識して防御応答を起動するCERK1から進化したことを明らかにした。
本研究で我々は多くの非マメ科植物が持つCERK1が、防御応答だけではなく菌根菌共生にも関わっていることを明らかにした。菌根菌共生およびキチン防御応答は、最初の陸上植物であるコケ植物でも観察されるので、CERK1の二面的機能は陸上植物の進化の過程で共生と防御が密接に関わっていたことを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Two distinct EIN2 genes cooperatively regulate ethylene signaling in Lotus japonicus (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyata K., Kawaguchi M. and Nakagawa T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology誌 巻: 54巻 ページ: 1469-1477
  • NAID: 10031202069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discriminative phytoalexin accumulation in Lotus japonicus against symbiotic and non-symbiotic microorganisms and related chemical signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Masai M., Arakawa M., Iwaya K., Aoki T., Nakagawa T, Ayabe S. andUchiyama H
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem誌 巻: 77巻 ページ: 1773-1775
  • NAID: 10031195832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct EIN2 genes cooperatively regulate ethylene signaling in Lotus japonicus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyata, K., Kawaguchi, M., and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Planct Cell Physiol. 巻: 54 号: 9 ページ: 1469-77
  • DOI: 10.1093/pcp/pct095
  • NAID: 10031202069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discriminative phytoalexin accumulation in Lotus japonicus against symbiotic and non-symbiotic microorganisms and related chemical signals. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masai M., Arakawa M., Iwaya K., Aoki T., Nakagawa T,, Ayabe S. and Uchiyama H.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 77 ページ: 1773-1775
  • NAID: 10031195832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and functional analysis of a CLV3-like gene in the model legume Lotus japonicus (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto S, Nakagawa T, Kawaguchi M
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology誌 巻: 52巻 ページ: 1211-1221
  • NAID: 10029712746
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Clavata2 genes of pea and Lotus japonicus affect autoregulation of nodulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Krusell L, Sato N, Fukuhara I, Koch BE, Grossmann C, Okamoto S, Oka-Kira E, Otsubo Y, Aubert G, Nakagawa T, Sato S, Tabata S, Duc G, Parniske M, Wang TL, Kawaguchi M, Stougaard J
  • 雑誌名: Plant Journal誌 巻: 65巻 ページ: 861-871
  • 査読あり
• [雑誌論文] 防御から共生へ根粒菌の共生シグナルを認識するNodファクター受容体NFR1は,キチン受容体から進化した!? (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 雑誌名: 化学と生物誌 巻: 49巻 ページ: 660-662
• [雑誌論文] 防御から共生へ共生シグナルを認識するNodファクターはキチン受容体から進化した!? (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 49 ページ: 660-662
• [雑誌論文] Expression and functional analysis of a CLV3-like gene in the model legume Lotus japonicus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto S, Nakagawa T, Kawaguchi M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 52 号: 7 ページ: 1211-21
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr071
  • NAID: 10029712746
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Clavata2 genes of pea and Lotus japonicus affect autoregulation of nodulation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Krusell L, Sato N, Fukuhara I, Koch B, Grossmann C, Okamoto S, Oka-Kira E, Otsubo Y, Aubert G, Nakagawa T, Sato S, Tabata S, Duc G, Parniske M, Wang T. L, Kawaguchi M, Stougaard J.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 65 号: 6 ページ: 861-71
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2010.04474.x
  • 査読あり
• [学会発表] LysM型受容体キナーゼの機能解析から見えてきた植物防御ー共生応答の進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川知己，宮田佳奈，古崎利紀，香西雄介， 小澤憲二郎，石井一夫，梅原洋佐，宮本綾乃，小八重善裕，秋山康紀，賀来華江，西 澤洋子，渋谷直人
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] フタバネゼニゴケにおけるキチン防御応答遺伝子の発現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本綾乃，古崎利紀，榊原恵子，石崎公庸，緒方法親，石井一夫，嶋村正樹，賀来華江，河内孝之，渋谷直人， 中川知己
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] ミヤコグサのEIN2遺伝子を介したエチレンシグナリングと根粒形成の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田佳奈，中川知己，川口正代司
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Trick or Treat?植物の微生物に対する防御と共生のメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 明治大学科学技術研究所公開講演会(2013)
• [学会発表] 陸上植物における菌根菌共生メカニズムの進化を探る〜昨日の友は今日も友? (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 2013年日本土壌肥料学会
• [学会発表] Trick or Treat? 植物の微生物に対する防御と共生のメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 明治大学科学技術研究所公開講演会
  • 発表場所: 明治大学
  • 招待講演
• [学会発表] LjEIN2-1・LjEIN2-2 を介したエチレンシグナリングによる根粒形成の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田佳奈，川口正代司，中川知己
  • 学会等名: 第23回植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] 原始的な共生と防御のモデル植物、フタバネゼニゴケの整備状況 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己，古崎利紀，榊原恵子，石崎公庸，緒方法親，宮本綾乃， 石 井一夫，嶋村正樹，賀来華江，河内孝之，渋谷直人
  • 学会等名: 第23回植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] 陸上植物における菌根菌共生メカニズムの進化を探る～昨日の友 は今日も友？～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] 植物ー微生物間相互作用における抵抗性から共生への進化のメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会シンポジウム
  • 発表場所: 千葉市・幕張メッセ国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] 防御から共生へ:LysM型受容体キナーゼの分子進化が可能にしたマメ科植物-根粒菌共生 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Arbuscular mycorrhizal symbiosis in Marchantia paleacea var. diptera : Tracing the evolutionary origin of symbiotic plant-microbe interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Nakagawa
  • 学会等名: Marchantia workshop 2012シンポジウム
• [学会発表] フタバネゼニゴケが紐解く植物−微生物間相互作用の進化の歴史~防御と共生の起源を探る~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 日本植物生理学会2012年度シンポジウム
• [学会発表] Arbuscular mycorrhizal symbiosis in Marchantia paleacea var. diptera: Tracing the evolutionary origin of symbiotic plant-microbe interaction. (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: Marchantia workshop 2012シンポジウム
  • 発表場所: Hotel Greenpia Minami Aso
  • 招待講演
• [学会発表] フタバネゼニゴケが紐解く植物－微生物間相互作用の進化の歴史 ~防御と共生の起源を探る~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 日本植物学会2012年度シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 招待講演
• [学会発表] 協調する?敵対する?病理学的な視点から見えてきた植物—微生物共生メカニズムの進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 植物微生物研究会2011年度若手の会シンポジウム
• [学会発表] 植物ー微生物間相互作用における抵抗性から共生への進化のメカニズム
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会シンポジウム
• [学会発表] LjEIN2-1・LjEIN2-2を介したエチレンシグナリングによる根粒形成の制御
  • 著者名/発表者名: 宮田佳奈、川口正代司、中川知己
  • 学会等名: 第23回植物微生物研究会
• [学会発表] 原始的な共生と防御のモデル植物、フタバネゼニゴケの整備状況
  • 著者名/発表者名: 中川知己、古崎利紀、榊原恵子、石崎公庸,緒方法親,宮本綾乃,石井一夫,嶋村正樹,賀来華江,河内孝之,渋谷直人
  • 学会等名: 第23回植物微生物研究会
• [学会発表] LysM型受容体キナーゼの機能解析から見えてきた植物防御ー共生応答の進化
  • 著者名/発表者名: 中川知己,宮田佳奈,古崎利紀,香西雄介,小澤憲二郎,石井一夫,梅原洋佐,宮本綾乃,小八重善弘,秋山康紀,賀来華江,西澤洋子,渋谷直人
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
• [学会発表] フタバネゼニゴケにおけるキチン防御応答遺伝子の発現解析
  • 著者名/発表者名: 宮本綾乃,古崎利紀、榊原恵子、石崎公庸,緒方法親,石井一夫,嶋村正樹,賀来華江,河内孝之,渋谷直人,中川知己
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
• [学会発表] ミヤコグサのEIN2遺伝子を介したエチレンシグナリングと根粒形成の制御
  • 著者名/発表者名: 宮田佳奈,川口正代司,中川知己
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
• [学会発表] 植物ー微生物間相互作用における抵抗性から共生への進化のメカニズム
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会シンポジウム
• [学会発表] 防御から共生へ:病原菌と共生菌に対する植物応答メカニズムの進化プロセスの検証
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 東北大学公開セミナー
• [学会発表] 植物ー微生物共生の進化の原点を探るためのモデル植物、フタバネゼニゴケ
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 広島大学公開セミナー
• [学会発表] 防御から共生へ:LysM型受容体キナーゼの分子進化が可能にしたマメ科植物—根粒菌共生
  • 著者名/発表者名: 中川知己
  • 学会等名: 筑波大学公開セミナー