植物免疫に関わるＭＡＰキナーゼによる活性酸素の生産制御機構

• 研究領域: 活性酸素のシグナル伝達機能
• 研究課題/領域番号: 23117707
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 吉岡 博文 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30240245)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 活性酸素 / NADPHオキシダーゼ / 植物免疫 / MAPキナーゼ

研究実績の概要

植物は病原菌の攻撃に応答して急激な活性酸素種の生成を引き起こす。この反応はROSバーストと呼ばれ、植物の抵抗反応や過敏感細胞死において重要な役割を果たす。ROSバーストは、主に細胞膜に存在するNADPHオキシダーゼであるRBOHに依存して引き起こされる。ジャガイモ葉組織においては、StRBOHCがジャガイモ葉組織での病害応答に関与することが示されている。葉組織におけるROSバーストに至るまでのシグナル伝達経路の解明は、植物の防御応答システムを明らかにする上で重要である。本研究では、StRBOHCのベンサミアナタバコにおけるオルソログであるNbRBOHBの転写誘導機構を探ることにより、MAPキナーゼカスケード (MEK2-SIPK) がROSバーストを制御する機構を明らかにすることを目的とする。
平成２４年度は、NbRBOHBプロモーターのMEK2-SIPKに応答するシス配列に結合する転写因子を決定した。これまでに、StRBOHCおよび NbRBOHBプロモーターの転写因子としてW-box配列を含む推定シス配列の11 bp (11W) を同定した。そこで、MAPKの基質として得られているWRKY型転写因子のNbRBOHBプロモーター活性に及ぼす影響について調べた。酵母ワンハイブリッド解析によって、これら基質の中で11Wと結合する４つのWRKY型転写因子が得られた。さらに、11Wを3タンデムに連結した配列を35Sの最小プロモーターに結合したキメラプロモーターは、11Wと結合したWRKY型転写因子により誘導された。これらWRKY遺伝子をノックダウンすると、エリシター誘導によるNbRBOHBの転写が抑制された。以上の結果より、MAPKの基質である複数のWRKY型転写因子は、11Wに結合することでStRBOHCおよび NbRBOHBプロモーターを活性化するものと思われた。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Nitric oxide as a mediator for defense responses (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Bellin, S. Asai. M. Delledonne, H. Yoshioka
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 26 号: 3 ページ: 271-277
  • DOI: 10.1094/mpmi-09-12-0214-cr
  • 査読あり
• [雑誌論文] The variable domain of a plant calcium-dependent protein kinase (CDPK) confers subcellular localization and substrate recognition for NADPH oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Asai S., Ichikawa T., Kobayashi M., Nomura H., Kamiyoshihara Y., Mori H., Kadota Y., Zipfel C., Jones J. D. G., Yoshioka H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 号: 20 ページ: 14332-14340
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.448910
  • 査読あり
• [雑誌論文] StCDPK5 confers resistance to late blight pathogen but increases susceptibility to early blight pathogen in potato via reactive oxygen species burst. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura H, Kuchimura K, Mori H, Doke N, Yoshioka H.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 196 号: 1 ページ: 223-37
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04226.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethylene signaling pathway and MAPK cascades are required for AAL-toxin-induced programmed cell death (2012)
  • 著者名/発表者名: Mase, K., Mizuno, T., Ishihama, N., Fujii, T., Mori, H., Kodama, M., Yoshioka, H.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: (in press) 号: 8 ページ: 1015-1025
  • DOI: 10.1094/mpmi-02-12-0036-r
  • 査読あり
• [学会発表] StCDPK5のVドメインは細胞内局在およびNADPHオキシダーゼの認識・活性化に寄与する． (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅井秀太
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] WRKY型転写因子か?病害応答性MAPKに依存したROS生産に関与する． (2013)
  • 著者名/発表者名: 安達広明
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Plant immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka H
  • 学会等名: Symposium on Interdisciplinary Researches in Okayama
  • 発表場所: The 50th Anniversary Hall, Okayama University, Okayama
  • 年月日: 2012-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms for generation of NO and ROS in plant immunity. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka H.
  • 学会等名: XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2012-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] ベンサミアナタバコのNADPHオキシダーゼであるNbRBOHBのプロモーター調節にはW-boxが関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野孝明・宮川典子・吉岡美樹・石濱伸明・吉岡博文
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 植物免疫におけるMAPキナーゼカスケードの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡博文
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-23
• [図書] Nitric oxide and reactive oxygen species in plant defense responses. In Genome-Enabled Analysis of Plant-Pathogen Interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, H., Asai, S., Yoshioka, M., Kobayashi, M., Doke, N.
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: APS Press
• [備考] 業績
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/%7ebio4283/work.html