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MAPキナーゼカスケードを介した植物免疫記憶の制御機構

公募研究

研究領域植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム
研究課題/領域番号 16H01474
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関近畿大学

研究代表者

川崎 努  近畿大学, 農学部, 教授 (90283936)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード植物免疫 / MAPK / エピジェネティック制御 / エピジェネティク / エピジェネティク制御
研究実績の概要

植物は、病原菌感染を繰り返し受けると、その情報を記憶し、病原菌の二次感染に対して、より迅速にかつ、より強く防御反応を誘導することができる(プライミング効果)。プライミングによる迅速な免疫遺伝子の活性化は、遺伝子領域のDNAの脱メチル化制御と関連していることが示唆されているが、その詳細は不明である。本研究課題では、病原菌認識に伴って活性化されるMAPキナーゼが、プライミングを誘導する分子機構に関して研究を行った。前年度のMAPKKの活性型遺伝子MKK4DDとMKK5DDの誘導系を用いた解析により、MAPKの活性化に伴い、AGO4などDNAメチル化に関連する遺伝子の発現が減少することが明らかになった。、AGO4のプロモーター領域には、WRKY型転写因子により制御されるW-boxが存在するため、AGO4の発現抑制は、MAPK-WRKYの制御系で調節されている可能性が示唆された。そこで、ネガティブに働く5個のWRKY遺伝子について、CRES-T法により、それぞれのWRKYの機能を抑制した植物体(WRKY-SRDX植物)を作出した。それぞれの植物体をMKK4DDあるいはMKK5DDの植物と交配し、両導入遺伝子をホモに持つ系統を作出し、MAPKの活性化に伴うAGO4の発現を解析したが、WRKY-SRDXによってAGO4の発現抑制が阻害される結果が得られなかった。そこで、AGO4遺伝子領域にクロマチン修飾の変化が生じている可能性を考え、AGO4の遺伝子領域のH3K27のアセチル化を解析した。その結果、MAPKの活性化に伴い、H3K27acのレベルが減少していることが明らかになった。このことから、AGO4の発現抑制が、MAPKの活性化によるH3K27acの減少によって生じていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis ubiquitin ligase PUB12 interacts with and negatively regulates Chitin Elicitor Receptor Kinase 1 (CERK1)2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Koji、Mezaki Hirohisa、Fujiwara Masayuki、Hara Yuki、Kawasaki Tsutomu
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 11 ページ: e0188886-e0188886

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0188886

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chitin receptor-mediated activation of MAP kinases and ROS production in rice and Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Tsutomu、Yamada Kenta、Yoshimura Satomi、Yamaguchi Koji
    • 雑誌名

      Plant Signal Behav

      巻: 12 号: 9 ページ: e1361076-e1361076

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1361076

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conservation of chitin-induced MAPK signaling pathways in rice and Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Yamaguchi K, Yoshimura S, Terauchi A, Kawasaki T
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 993-1002

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chitin-triggered MAPK activation and ROS generation in rice suspension-cultured cells2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi K, and Kawasaki T
    • 雑誌名

      Method Mol. Biol.

      巻: 1578 ページ: 309-316

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6859-6_26

    • ISBN
      9781493968589, 9781493968596
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Arabidopsis CERK1-associated kinase PBL27 connects chitin perception to MAPK activation2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada K, Yamaguchi K, Shirakawa T, Nakagami H, Mine A, Ishikawa K, Fujiwara M, Narusaka M, Narusaka Y, Ichimura K, Kobayashi Y, Matsui H, Nomura Y, Nomoto M, Tada Y, Fukao Y, Fukamizo T, Tsuda K, Shirasu K, Shibuya N, Kawasaki T
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 35(22) 号: 22 ページ: 2468-2483

    • DOI

      10.15252/embj.201694248

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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] Expression, purification, and crystallization of a plant-specific DUF1110 protein from Oryza sativa2016

    • 著者名/発表者名
      Harada K, Yamashita E, Inoue K, Yamaguchi K, Fujiwara T, Nakagawa A, Kawasaki T, and Kojima C.
    • 雑誌名

      Acta Cryst.

      巻: 72 号: 6 ページ: 480-484

    • DOI

      10.1107/s2053230x16007573

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネのキチン応答におけるOsPBI1-OsWRKY45を介した転写制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      繁田 修佑、安藤駿丞、井上健人、原田健一、一丸航太、吉村智美、山口公志、児嶋長次郎、川崎努
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Battle between rice immune system and Xanthomonas oryzae effectors2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamaguchi, Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Conservation of chitin-induced MAPK activation mechanisms between rice and Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Koji Yamaguchi, Akira Terauchi, Satomi Yoshimura, Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Antagonistic regulation of pattern-recognition receptor-mediated signaling in plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kobayashi, Tomomi Shirakawa, Kenta Yamada, Saori Suizu, Hitomi Tagawa, Koji Yamaguchi, Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] flg22に応答したMAPキナーゼの活性化を制御するMAPKKKの同定2017

    • 著者名/発表者名
      山口公志 小林友華、深溝慶 川崎努
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物免疫プライミング機構におけるMAPKの役割の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中川真哉、山本剛太、津田賢一、山口公志、川崎努
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネのキチン応答におけるOsPBI1-OsWRKY45を介した転写制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      繁田 修佑、安藤駿丞、井上健人、原田健一、一丸航太、吉村智美、山口公志、児嶋長次郎、川崎努
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of OsMAPKKK18 activation in rice immunity2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Terauchi, Kenta Yamada, Koji Yamaguchi, Satomi Yoshimura and Tsutomu Kawasaki.
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The CERK1-associated kinase PBL27 regulates chitin-triggered MAPK activation through phosphorylation of MAPKKK5 in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamaguchi, Kenta Yamada, Tomomi Shirakawa, Akira Mine,Yuka Kobayashi, Masayuki Fujiwara, Kazuya Ichimura, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Kenichi Tsuda, and Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference, Latest advances in plant development & environmental response
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物免疫研究で残された謎に迫る2016

    • 著者名/発表者名
      川崎 努
    • 学会等名
      2016年遺伝学研究所研究会 「イネ分子遺伝学の彷徨 」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Biological functions of rice immune factors targeted by Xanthomonas oryzae effectors2016

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      2016 IS-MPMI XVII Congress
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (米国)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PBL27 directly connects between the chitin receptor, CERK1 and MAPK cascade in chitin-triggered immunity2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamaguchi, Kenta Yamada, Tomomi Shirakawa, Akira Mine, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Kazuya Ichimura, Kenichi Tsuda, Fukamizo Tamo, Naoto Shibuya, Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      2016 IS-MPMI XVII Congress
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (米国)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conservation of chitin-induced MAPK activation mechanisms between rice and Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Koji Yamaguchi, Akira Terauchi, Kazuya Ishikawa, Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      2016 IS-MPMI XVII Congress
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (米国)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pathogen recognition and intracellular immune signaling in plants2016

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kawasaki
    • 学会等名
      International symposium Current and Future Trends in Food and Agricultural Immunology
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Rice Genomics, Genetics and Breeding2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kawaki
    • 総ページ数
      558
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 植物学の百科事典2016

    • 著者名/発表者名
      川崎 努
    • 総ページ数
      802
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 近畿大学農学部バイオサイエンス学科・植物分子遺伝学研究室

    • URL

      http://pgmkawasaki.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2020-01-20  

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