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病原糸状菌の局所的侵入に対し自律応答する植物生体防御システム

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 18H04780
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
研究機関京都大学

研究代表者

高野 義孝  京都大学, 農学研究科, 教授 (80293918)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード侵入後抵抗性 / 局所的侵入 / エフェクター / トリプトファン / 植物病原糸状菌 / シロイヌナズナ / 植物免疫 / 炭疽病菌 / 抗菌物質
研究実績の概要

シロイヌナズナの侵入後抵抗性にはトリプトファンを由来とする複数の抗菌経路が関与することが示唆されていたが、Indole-3-carboxylic acidとその類縁体(以下、ICAsと総称)が、本抵抗性に関与すること、さらに侵入後抵抗性はbak1-5変異によって低下することを明らかにしていた。しかしbak1-5変異導入によっても、ICAsおよびトリプトファン由来のカマレキシンの病原菌侵入時の蓄積量は低下しておらず、bak1-5変異によって減退する抗菌経路はトリプトファン由来の抗菌経路ではなく、GLIP1、PR2など複数の抗菌性タンパク質を含む抗菌性タンパク質産生経路であることを明らかにした。このように植物病原糸状菌の局所的な侵入に対して、少なくとも二つの独立した抗菌反応経路(bak1-5感受性経路、bak1-5非感受性経路)が活性化することが判明し、このことが本抵抗性の頑強性の一因であると推察された。
nsl1変異体はflg22などのPAMPの処理によってICAsおよびカマレキシンを蓄積する。このことは、nsl1変異体においてはPAMP処理によって侵入後抵抗性経路の一部が活性化することを示している。nsl1変異体にEMS処理をおこない、そのM2植物5,292個体をスクリーニングし、その結果、24のサプレッサー変異体を同定した。MutMap解析による原因遺伝子の探索をおこない、これまでに5変異体の原因遺伝子を同定した。また、高濃度のPAMP処理によって野生型植物でも細胞死が誘導されることを見出し、サプレッサー変異体の原因遺伝子の一つ、SBB1(ヌクレオポリンをコードすると推定)は本細胞死にも必要であることを発見した。さらにnsl1 sbb1変異体ではPAMP処理によるICAsおよびカマレキシンの蓄積誘導は観察されず、SBB1とシロイヌナズナ侵入後抵抗性の関連が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Polish Academy of Sciences(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The role of CYP71A12 monooxygenase in pathogen‐triggered tryptophan metabolism and Arabidopsis immunity2019

    • 著者名/発表者名
      Pastorczyk Marta、Kosaka Ayumi、Pislewska‐Bednarek Mariola、Lopez Gemma、Frerigmann Henning、Kulak Karolina、Glawischnig Erich、Molina Antonio、Takano Yoshitaka、Bednarek Pawel
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 225 号: 1 ページ: 400-412

    • DOI

      10.1111/nph.16118

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ca2+-dependent interaction between calmodulin and CoDN3, an effector of Colletotrichum orbiculare2019

    • 著者名/発表者名
      Isozumi Noriyoshi、Inoue Yoshihiro、Imamura Tomohiro、Mori Masashi、Takano Yoshitaka、Ohki Shinya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 514 号: 3 ページ: 803-808

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.05.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conserved fungal effector suppresses PAMP-triggered immunity by targeting plant immune kinases2019

    • 著者名/発表者名
      Irieda H, Inoue Y, Mori M, Yamada K, Oshikawa Y, Saitoh H, Uemura A, Terauchi R, Kitakura S, Kosaka K, Singkaravanit-Ogawa S, and TakanoY.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 116 号: 2 ページ: 496-505

    • DOI

      10.1073/pnas.1807297116

    • NAID

      120006547395

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonhost resistance of Arabidopsis thaliana against Colletotrichum species2018

    • 著者名/発表者名
      Kosaka A, and Takano Y.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 84 号: 5 ページ: 305-311

    • DOI

      10.1007/s10327-018-0799-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナのRLP23遺伝子は灰色かび病菌への抵抗性に関与している2020

    • 著者名/発表者名
      大野恵梨佳・小内 清・加藤大明・海道真典・三瀬和之・寺内良平・高野義孝
    • 学会等名
      令和2年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] bak1-5 mutation uncouples tryptophan-dependent and independent postinvasive immune pathways triggered in Arabidopsis thaliana by multiple fungal pathogens2019

    • 著者名/発表者名
      Kosaka, A., Pastorczyk, M., Nishiuchi, T., Suemoto, H., Ishikawa, A., Kaido, M., Mise, K., Bednarek, P., and Takano, Y.
    • 学会等名
      令和元年度 日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Studies on the plant recognition of the C-terminal region of the Colletotrichum orbiculare effector NLP12019

    • 著者名/発表者名
      Jinlian Chen, Yoshihiro Inoue, Saeko Tanaka, Suthiar Singkaravanit-Ogawa, Shinya Ohki, S, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Yoshitaka Takano
    • 学会等名
      平成31年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 根部接種におけるウリ類炭疽病菌とメロン実生の相互作用に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      徳野直人、井上喜博、田中冬樹、海道真典、三瀬和之、高野義孝
    • 学会等名
      平成31年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナによるウリ類炭疽病菌の認識とそれに伴う初期防御応答の分子機構研究2019

    • 著者名/発表者名
      小林由佳、小内清、田中左恵子、加藤大明、海道真典、三瀬和之、寺内良平、高野義孝
    • 学会等名
      平成31年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of tryptophan-derived metabolites in the post-invasive resistance of Arabidopsis thaliana against multiple fungal pathogens with different infection strategies.2018

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Kosaka, Mariola Pastorczyk, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Pawel Bednarek, Yoshitaka Takano
    • 学会等名
      International Congress of Plant Pathology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不適応型炭疽病菌の接種によりシロイヌナズナnsl1変異体において誘導される細胞死に関与する遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      坂井遼太・畑 政輝・海道真典・三瀬和之・阿部 陽・寺内良平・高野義孝
    • 学会等名
      平成30年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 比較ゲノム・トランスクリプトーム解析によるウリ類炭疽病菌の強病原性関連因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      井上 喜博、Pamela Gan、白須 賢、鳴坂 義弘、高野 義孝
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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