遺伝子対遺伝子説の新展開：ペア抵抗性遺伝子群による植物と病原体の遺伝子相関

• 研究領域: ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成
• 研究課題/領域番号: 26113712
• 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: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 河野 洋治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (00406175)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014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: 抵抗性タンパク質 / 稲 / 耐病性 / イネ / 抵抗性遺伝子

研究実績の概要

植物の限られたゲノムによってどのように多様な病原体を認識し、免疫を誘導するかは十分に理解されていない。1940年代、Flor博士は、植物の病害抵抗性は、単一の優性遺伝子によって制御され、植物の抵抗性遺伝子とそれに対応する病原体の非病原性遺伝子の組み合わせによって決定される「遺伝子対遺伝子説」を提唱した。これまで申請者は、単一で機能すると考えられていた抵抗性遺伝子Pit-1と、異なる2つの抵抗性遺伝子がペアで働くペア抵抗性遺伝子RGA4とRGA5に着目して解析を行ってきた。その過程で、抵抗性タンパク質Pit-1は、5つの抵抗性タンパク質様タンパク質（Pit-2,3,4,5,6）と結合することを見出した。この結果は、1つの抵抗性タンパク質は、異なる抵抗性タンパク質と「ネットワーク」を形成していることを示唆している。これまでに、１つの抵抗性遺伝子が複数の抵抗性遺伝子とネットワークを形成する報告はなく、この知見は、植物免疫を理解する上で新しい概念となりうる。本研究では、抵抗性タンパク質ネットワークによる植物免疫機構を解明することを通じて、病原体と植物の遺伝子相関を理解する。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University Tunku Abdul Rahman(マレーシア)
• [国際共同研究] John Innes Centre(英国)
• [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences/South China Agricultural University/Institute of Plant Protection(中国)
• [国際共同研究] Ohio State University(米国)
• [雑誌論文] Crosstalk of Signaling Mechanisms Involved in Host Defense and Symbiosis against Microorganisms in Rice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Shimamoto, K., and Kawano, Y.
  • 雑誌名: Curr Genomic 巻: In press
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New insights into the dimerization of small GTPase Rac/ROP guanine nucleotide exchange factors in rice (2015)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Uno, K., Kato, M., Wong, HL., Shimamoto, K., and Kawano, Y.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 10 号: 7 ページ: e1044702-e1044702
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1044702
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu, L., Park, CH., He, F., Nagano, M., Wang, M., Bellizzi, M., Zeng, X., Liu, W., Ning, Y.,Kawano, Y., and Wang, GL.
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 11 号: 2 ページ: e1004629-e1004629
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004629
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the dimerization of small GTPase Rac/ROP guanine nucleotide exchange factors in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Uno, K., Kato, M., Wong, HL., Shimamoto, K., and Kawano, Y.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav. 巻: In press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palmitoylation-dependent membrane localization of the rice R protein Pit is critical for the activation of the small GTPase OsRac1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., Fujiwara, T., Yao, A., Housen, Y., Hayashi, K., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 号: 27 ページ: 19079-88
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.569756
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rho family GTPase-dependent immunity in plants and animals. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., Kawano-Kaneko, T., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 5 ページ: 522-522
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00522
  • 査読あり / 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
• [雑誌論文] α-Taxilin interacts with soring nexin 4 and participates in the recycling pathway of transferrin receptor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakane, H., Horii, Y., Nogami, S., Kawano, Y., Kaneko-Kawano, T., and Shirataki, H.
  • 雑誌名: PloS ONE 巻: 9 号: 4 ページ: e93509-e93509
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 第57回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] R protein Pit-1 regulates disease resistance through activation of small GTPase OsRac1 by OsSPIKE1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biotic Plant Interaction
  • 発表場所: 中国（南京）
  • 年月日: 2015-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Small GTPase OsRac1 is a key regulator in PAMP-triggered immunity and effector-triggered immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 3rd Beijing International Symposium on Molecular Plant Pathology
  • 発表場所: 中国（北京）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://sti-lab.org
• [備考] KAWANO Lab
  • URL: http://sti-lab.org