植物免疫MAPキナーゼ経路の欠損による防御反応活性化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25450060
• 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: 植物保護科学
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 市村 和也 香川大学, 農学部, 准教授 (70321726)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: サプレッサー変異体 / MAPキナーゼ経路 / 防御反応 / 矮性 / 抵抗性 / 変異体 / 抵抗性遺伝子 / 細胞死 / 活性酸素種蓄積 / 原因遺伝子同定

研究成果の概要

シロイヌナズナでは，MEKK1が下流のMKK1/MKK2，MPK4と特異的なMAPキナーゼ経路を構成する．本経路は防御関連遺伝子の発現誘導に関与する．一方，経路因子の変異体はいずれも矮性を伴う構成的な防御反応表現型を示す．以上より，本経路には防御反応誘導と抑制の相反する機能が存在すると考えられた．この機構を解明するため，mekk1変異体表現型のサプレッサー変異体を単離し，さらに原因遺伝子としてSMN1を同定した．smn1変異はmekk1のみならずmpk4変異体の矮性及び表現型も抑制した．以上の結果から，上記経路の欠損はSMN1の活性化を引き起こし，一連の表現型を誘導する可能性が考えられた

研究成果

• [雑誌論文] SGT1 contributes to maintaining protein levels of MEK2DD to facilitate hypersensitive response-like cell death in Nicotiana benthamiana (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Ichimura, Takehito Shinzato, Miki Edaki, Hirofumi Yoshioka, Ken Shirasu
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 94 ページ: 47-52
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2016.04.001
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase 3 Regulates Seed Dormancy in Barley (2016)
  • 著者名/発表者名: Shingo Nakamura, Mohammad Pourkheirandish, Hiromi Morishige, Yuta Kubo, Masako Nakamura, Kazuya Ichimura, Shigemi Seo, Hiroyuki Kanamori, Jianzhong Wu, Tsuyu Ando, Goetz Hensel, Mohammad Sameri, Nils Stein, Kazuhiro Sato, Takashi Matsumoto, Masahiro Yano, Takao Komatsuda
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 26 号: 6 ページ: 775-781
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.01.024
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 植物免疫応答の分子機構解明に向けた青枯病菌effectomicsアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 市村和也,田口義人，佐藤幹也，吉岡博文，田中信和，秋光和也
  • 雑誌名: 植物細菌病談話会論文集 巻: 26 ページ: 29-37
• [雑誌論文] Phosphorylation of D-allose by hexokinase involved in regulation of OsABF1 expression for growth inhibition in Oryza sativa L. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto, T., Kano, A., Ohtani, K., Inoue, M., Yoshihara, A., Izumori, K., Tajima, S., Shigematsu, Y., Tanaka, K., Ohkouchi, T., Ishida, Y., Nishizawa, Y., Tada, Y., Ichimura, K., Gomi, K., Yoo, SD., Sheen, J., Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Planta 巻: 237 号: 5 ページ: 1379-1391
  • DOI: 10.1007/s00425-013-1853-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rare sugar D-allose acts as a triggering molecule of rice defence via ROS generation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano, A., Fukumoto, T., Ohtani, K., Yoshihara, A., Ohara, T., Tajima, S., Izumori, K., Tanaka, K., Ohkouchi, T., Ishida, Y., Nishizawa, Y., Ichimura, K., Tada, Y., Gomi, K., and Akimitsu, K.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 64 号: 16 ページ: 4939-4951
  • DOI: 10.1093/jxb/ert282
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナMEKK1経路欠損変異体における表現型へのR 遺伝子SMN1 の関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，濵野康平，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 平成28年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] Functional interplay between NLR protein SMN1 and MEKK1 pathway in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., Graf, A., Greenshields, D., Takagi, H., Shinozaki, K., Terauchi, R., Shirasu, K., Ichimura, K
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Loss of function of SMN1 suppressed constitutive defense phenotypes in MEKK1 pathway mutants (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamano, K., Takagi, M., Graf, A., Greenshields, D., Takagi, H., Shinozaki, K., Terauchi, R., and Shirasu, K. and Ichimura, K.
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナmekk1 経路変異体表現型に関与するR 遺伝子SMN1の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 濵野康平，高木桃子，坂田勇，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 平成27年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2015-09-29
• [学会発表] シロイヌナズナmekk1 変異体表現型におけるR 遺伝子SMN1 の転写調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 平成27年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2015-09-29
• [学会発表] シロイヌナズナMEKK1遺伝子の欠損により誘導される防御反応表現型に関する解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，Alexander Graf1，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2015-09-27 – 2015-09-28
• [学会発表] シロイヌナズナmpk4 変異体が示す矮性および防御反応表現型におけるSMN1遺伝子の関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 濵野康平，高木桃子，坂田勇，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2015-09-27 – 2015-09-28
• [学会発表] シロイヌナズナmpk4 変異体が示す矮性及び防御反応表現型におけるSMN1遺伝子の関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 濵野康平，高木桃子，坂田勇，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 日本植物病理学会平成27年度植物感染生理談話会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] シロイヌナズナMEKKl経路の欠損により誘導される防御反応表現型に関する解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢，市村和也
  • 学会等名: 日本植物病理学会平成27年度植物感染生理談話会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] シロイヌナズナMEKK1 遺伝子の欠損により誘導される防御反応表現型に関する解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，市村和也，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須 賢
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-04
• [学会発表] シロイヌナズナMEKK1経路の欠損により誘導される防御反応表現型に関する解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子・濵野康平・Alexander Graf・ David Greenshields・高木宏樹・篠崎一雄・寺内良平・ 白須 賢・市村和也
  • 学会等名: 日本植物病理学会 創立100周年記念大会
  • 発表場所: 明治大学 駿河台キャンパス
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] Toward elucidating complex regulation of Arabidopsis MEKK1 pathway in plant immunity signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., Hamano, K., Graf, A., Greenshields, D., Takagi, H., Shinozaki, K., Terauchi, R., Shirasu, K., Ichimura, K.
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学 世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] SMN1 is required for dwarf and cell death phenotypes of Arabidopsis mekk1 and mpk4 (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., Hamano, K., Graf, A., Greenshields, D., Takagi, H., Shinozaki, K., Terauchi, R., Shirasu, K., Ichimura, K.
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学 世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Two U-box Ubiquitin Ligases Positively Contribute to MAMP-Responsive MAP Kinase Cascade in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Kubo, Kazuya Ichimura, Junpei Hio, Tsuyoshi Mizoguchi, Alexander Graf, Fuminori Takahashi, Kazuo Shinozaki, Ken Shirasu
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス(富山県)
• [学会発表] Forward Genetic Approach Toward Elucidating Complex Regulation Of Arabidopsis MEKK1 In Plant Immunity Signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Momoko Takagi, Kazuya Ichimura, Alexander Graf, David Greenshields, Hiroki Takagi, Kazuo Shinozaki, RyoheiTerauchi, Ken Shirasu
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス(富山県)
• [学会発表] Identification of Novel Ralstonia solanacearum GMI1000 Effector Which Suppress HR-like Cell Death Induced by MEK2DD (2014)
  • 著者名/発表者名: Mikiya Sato, Yoshito Taguchi, Hirofumi Yoshioka, Kazuya Akimitsu, Kazuya Ichimura
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス(富山県)
• [学会発表] HR様細胞死を抑制する青枯病菌エフェクターの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口義人, 吉岡博文, 田中伸和, 秋光和也, 市村和也
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
• [学会発表] U-box型ユビキチンリガーゼPUB25, 26はシロイズナズナMAMP応答性のMEKK1カスケードを促進的に制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保佑太，市村和也，樋尾隼平，溝口剛，AlexanderGraf，高橋史憲，篠崎一雄，白須賢
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
• [学会発表] シロイヌナズナMEKK1遺伝子の欠損により誘導される防御反応表現型に関する解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木桃子，市村和也，Alexander Graf，David Greenshields，高木宏樹，篠崎一雄，寺内良平，白須賢
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
• [学会発表] 構成的活性化型MEK2DDによるHR様細胞死を抑制する青枯病菌エフェクターの選抜 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤幹也，田口義人，吉岡博文，秋光和也，市村和也
  • 学会等名: 日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
• [学会発表] Functional analysis of Ralstonia solanacearum GMI1000 effector which suppresses HR like cell death induced by MEK2DD in Nicotiana benthamiana (2013)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, Y., Sato, M., Yoshioka, H., Tanaka, N., and Ichimura, K.
  • 学会等名: Japanese Solanaceae Genomics Initiative (JSOL) 10th International Symposium on Solanaceae Genomics
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(大阪府)
• [備考] 香川大学農学部市村研究室
  • URL: http://www.ag.kagawa-u.ac.jp/kichimura/
• [備考] 香川大学農学部市村研究室
  • URL: http://www.ag.kagawa-u.ac.jp/kichimura/