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病害応答における低酸素ストレス応答との拮抗制御の分子機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25292032
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 植物保護科学
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

高辻 博志  国立研究開発法人農業生物資源研究所, 耐病性作物研究開発ユニット, ユニット長 (10360455)

研究分担者 森 昌樹  国立研究開発法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究員 (50192779)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード病害応答 / イネ / 転写因子 / シグナル伝達 / 冠水応答
研究実績の概要

昨年度までに、イネにおいてジテルペノイド型ファイトアレキシン合成遺伝子の転写制御を行う転写因子DPFの遺伝子の転写が、サリチル酸シグナルの活性化時には転写活性化因子WRKY45および転写抑制因子WRKY62のヘテロダイマーによって活性化すること、また低酸素ストレス応答時にはWRKY62のホモダイマーによって抑制されることを示唆する結果を得た。今年度は、このことについてさらに検証するため、DPF遺伝子プロモーター中に特定したシスエレメント(W-box)をプローブとして用い、ゲルシフトアッセイを行った。その結果、WRKY45単独、WRKY62単独、WRKY45–WRKY62複合体のいずれの場合も、当該シスエレメントに高アフィニティかつ高特異性で結合することを明らかにし、DPF遺伝子の制御に関わる上記のモデルをさらに裏付けることができた。
またWRKY62遺伝子のRNAi抑制体イネを用いたマイクロアレイ解析を行い、DPF等の病害応答関連遺伝子以外にどのような遺伝子がWRKY62の制御を受けているかについて調査を行った。その結果、Alcohol dehydrogenase 2遺伝子、stearoyl-acyl carrier protein 9-desaturase 6遺伝子およびERF型転写因子遺伝子などの冠水応答性遺伝子群がWRKY62によって正に制御されていることが明らかになった。
以上の結果はWRKY62が、サリチル酸シグナル応答時と低酸素ストレス応答時とでは異なる役割を担い、病害応答と低酸素ストレス応答のトレードオフを制御する役割を果たしていることを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] DITERPENOID PHYTOALEXIN FACTOR, a bHLH Transcription Factor, Plays a Central Role in the Biosynthesis of Diterpenoid Phytoalexins in Rice2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamura C, Mizutani E, Okada K, Nakagawa H, Fukushima S, Tanaka A, Maeda S, Kamakura T, Yamane H, Takatsuji H, and Mori M
    • 雑誌名

      Plant J

      巻: 84 号: 6 ページ: 1100-1113

    • DOI

      10.1111/tpj.13065

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] WRKY45-dependent priming of diterpenoid phytoalexin biosynthesis in rice and the role of cytokinin in triggering the reaction2014

    • 著者名/発表者名
      Akagi A, Fukushima S, Okada K, Jiang C-J, Yoshida R, Nakayama A, Shimono M, Sugano S, Yamane H, Takatsuji H
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 86 号: 1-2 ページ: 171-183

    • DOI

      10.1007/s11103-014-0221-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide identification of WRKY45-regulated genes that mediate benzothiadiazole-induced defense responses in rice.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakayama A, Fukushima S, Goto S, Matsushita A, Shimono M, Sugano S, Jiang C-J, Akagi A, Yamazaki M, Inoue H, Takatsuji H
    • 雑誌名

      BMC Plant Biology

      巻: 13 号: 1 ページ: 150-150

    • DOI

      10.1186/1471-2229-13-150

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イネの転写因子DPFによる根でのジテルペン型ファイトアレキシン生合成遺伝子及び共発現遺伝子の転写制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山村千紘, 水谷恵美, 田中惇訓, 福島説子, 鎌倉高志, 岡田憲典, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネの転写因子DPFはジテルペン型ファイトアレキシン生合成において中心的な役割を果たしている2015

    • 著者名/発表者名
      山村千紘, 水谷恵美, 岡田憲典, 鎌倉高志, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      植物化学調節学会第50回大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネの転写因子DPFによるジテルペン型ファイトアレキシン生合成遺伝子の転写制御機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      山村千紘, 水谷恵美, 福島説子, 鎌倉高志, 岡田憲典, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジテルペン型ファイトアレキシン合成遺伝子を制御するイネ転写因子DPFの遺伝子のWRKY45–WRKY62複合体による制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      福島説子, 森昌樹, 高辻博志
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会講演要旨集
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イネの転写因子DPFによるジテルペン型ファイトアレキシン生合成関連遺伝子CYP99A2の転写制御機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      山村千紘, 水谷恵美, 福島説子, 鎌倉高志, 岡田憲典, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      植物化学調節学会第49回大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イネの転写因子DPFによるジテルペン型ファイトアレキシン生合成遺伝子の転写活性化に関わるシス因子の解析2014

    • 著者名/発表者名
      山村千紘, 水谷恵美, 福島説子, 前田哲, 松下茜, 鎌倉高志, 岡田憲典, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イネのジテルペン型ファイトアレキシン生合成遺伝子の発現を制御する転写因子DPFの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      堤涼, 宮本皓司, 山根久和, 野尻秀昭, 森昌樹, 岡田憲典
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子WRKY45およびWRKY62はジテルペン型ファイトアレキシン合成遺伝子を制御するイネ転写因子DPFの遺伝子を協調的に制御する2014

    • 著者名/発表者名
      福島説子, 赤城文, 森昌樹, 菅野正治, 中山明, 高辻博志
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学(富山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イネの転写因子DPFはN-boxを介してジテルペン型ファイトアレキシン生合成遺伝子の転写を制御する2013

    • 著者名/発表者名
      水谷恵美, 山村千紘, 福島説子, 中川仁, 前田哲, 松下茜, 鎌倉高志, 岡田憲典, 山根久和, 高辻博志, 森昌樹
    • 学会等名
      植物化学調節学会第48回大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Phytohormones: a window to metabolism, signaling and biotechnological applications2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takatsuji and Chang-Jie Jiang
    • 総ページ数
      361
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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