いもち病菌エフェクターAVR-Pikとイネ因子Pik及びHMA相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 26292027
• 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: 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, ゲノム育種研究部, 研究専門員 (10390882)
• 連携研究者: 寺内 良平 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 研究部長 (50236981) ; 斉藤 宏昌 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主任研究員 (20414336) ; 藤崎 恒喜 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (30626510) ; 竹田 匠 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主任研究員 (80423036)
• 研究協力者: 伊藤 和江 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 研究助手 ; 神崎 英子 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 研究技術員 ; Kamoun Sophien The Sainsbury Laboratory, Professor ; Banfield Mark John Innes Centre, Department of Biological Chemistry, Professor ; Kroj Thomas INRA, UMR, BGPI, Professor
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014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: HMAドメイン / エフェクター遺伝子 / いもち病抵抗性遺伝子 / 活性酸素種 / 罹病性 / 酵母2ハイブリッド法 / イネ / いもち病菌 / ROS / いもち病菌エフェクター / 罹病性遺伝子 / いもち病菌エフェクターAVR-Pik / sHMA / エフェクター / AVR-Pik / タンパク質相互作用

研究成果の概要

イネ抵抗性遺伝子Pik1及びRGA5のもつHeavy metal associated (HMA) ドメインは、直接的相互作用によっていもち病菌（Magnaporthe oryzae）から分泌されるエフェクターを認識する。いもち病菌のエフェクターAVR-PikDは、複数のHMAドメインを含む低分子タンパク質（sHMA）を、直接的相互作用によって安定化させることを見出した。sHMA遺伝子は、罹病性遺伝子として機能し、活性酸素種を負に制御することが明らかとなった。これらの発見は、いもち病菌エフェクターとイネタンパク質の間の進化モデルを考察する上で重要な知見となるものと考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] John Innes Centre (Norwich)/The Sainsbury Laboratory (Norwich)(英国)
• [国際共同研究] INRA (Monpellier)(フランス)
• [雑誌論文] A chloroplast-localized protein LESION AND LAMINA BENDING affects defense and growth responses in rice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamiru, M., Takagi, H., Abe, A., Yokota, T., Kanzaki, H., Okamoto, H., Saitoh, H., Takahashi, H., Fujisaki, K., Oikawa, K., Uemura, A., Natsume, S., Jikumaru, Y., Matsuura, H., Umemura, K., Terry, M. J., Terauchi, R.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 210 号: 4 ページ: 1282-1297
  • DOI: 10.1111/nph.13864
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whole genome sequencing approaches to understand Magnaporthe-rice interactions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, R., Kanzaki, H., Fuijsaki, K., Takagi, H., Abe, A., Yoshida, K., Okuyama, Y., Tamiru, M., Saitoh, H.
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 94 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2016.03.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rice Exo70 interacts with a fungal effector, AVR-Pii and is required for AVR-Pii-triggered immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujisaki, K., Abe, Y., Ito, A., Saitoh, H., Yoshida, K., Kanzaki H., Kanzaki, E., Utsushi, H., Yamashita, T., Kamoun, S. and Terauchi, R.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 83 号: 5 ページ: 875-887
  • DOI: 10.1111/tpj.12934
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis of pathogen recognition by an integrated HMA domain in a plant NLR immune receptor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maqbool, A., Saitoh, H., Franceschetti, M., Stevenson, C.E.M., Uemura, A., Kanzakii, H., Kamoun, S., Terauchi, R., Banfield, M. J.
  • 雑誌名: eLife 巻: 4 ページ: 1-24
  • DOI: 10.7554/elife.08709
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MutMap accelerates breeding of a salt-tolerant rice cultivar (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi, H., Tamiru, M., Abe, A., Yoshida, K., Uemura, A., Yaegashi, H., Obara, T., Oikawa, K., Utsushi, H., Kanzaki, E., Mitsuoka, C., Natsume, S., Kosugi, S., Kanzaki, H., Matsumura, H., Urasaki, N., Kamoun, S., Terauchi, R.
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 巻: 33 号: 5 ページ: 445-449
  • DOI: 10.1038/nbt.3188
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The rice (Oryza saliva L.) LESION MIMIC RESEMBLING, which encodes an AAA-type ATPase, is implicated in defense response (2014)
  • 著者名/発表者名: Fekih, R., Tamiru, M., Kanzaki, H., Abe, A., Yoshida, K., Kanzaki, E., Saitoh, H., Takagi, H., Natsume, S., Undan, J. R., Undan, J, Terauchi, R.
  • 雑誌名: Molecular Genetics and Genomics 巻: 290 号: 2 ページ: 611-622
  • DOI: 10.1007/s00438-014-0944-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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: Cesari, S., Kanzaki, H., Fujiwara, T., Bernoux, M., Chalvon, V., Kawano, Y., Shimamoto, K., Dodds, P., Terauchi, R., Kroj, T.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 33 号: 17 ページ: 1941-1959
  • DOI: 10.15252/embj.201487923
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] イネ罹病性遺伝子sHMAの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、伊藤和江、三岡周子、神崎英子、藤崎恒喜、竹田匠、斉藤宏昌、Sophien Kamoun、寺内良平
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-24
• [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HMA domainタンパク質の機能解析 (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、三岡周子、神崎英子、Mark Banfield, Sophien Kamoun,寺内良平
  • 学会等名: 平成2６年度日本植物病理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [図書] Chapter 3 (Whole Genome Sequencing to Identify Genes and QTL in Rice) in Advances in the Understanding of Biological Sciences Using Next Generation Sequencing (NGS) Approaches (2015)
  • 著者名/発表者名: Terauchi R., Abe A., Takagi H., Tamiru M., Fekih R., Natsume S., Yaegashi H., Kosugi S., Kanzaki H., Matsumura H., Saitoh H., Yoshida K., Cano L., Kamoun S.
  • 出版者: Springer
• [図書] Methods in Molecular Biology, Vol. 1127, Chapter 20 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Tamiru, M. and Terauchi, R.
  • 出版者: Springer