ナス科植物が産生する植物エフェクターの機能解析

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03771
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹本 大吾 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30456587)
• 研究分担者: 近藤 竜彦 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (30362289)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 病害抵抗性 / ナス科植物 / ジャガイモ疫病菌

研究実績の概要

ジャガイモ疫病菌は、世界4大作物の1つであるジャガイモの重要病原菌であるが、ジャガイモと同じナス科のモデル植物であるベンサミアナはジャガイモ疫病菌に非宿主抵抗性を示す。遺伝子サイレンシングを用いたスクリーニングから、ベンサミアナの疫病菌抵抗性に必須な新規遺伝子として分泌タンパク質をコードするSAR8.2m遺伝子を単離した。SAR8.2mサイレンシング株では、ジャガイモ疫病菌の感染が植物全体に進展したが、 植物病原性の糸状菌や細菌に対する抵抗性は野生株と同等であった。さらに、14種のPhytophthora属菌に対するSAR8.2m遺伝子サイレンシング株の抵抗性を調べた結果、ショウガ、チューリップ、セイヨウキヅタおよびイチジク疫病菌において抵抗性が顕著に低下した。以上の結果から、SAR8.2mは広範なPhytophthora属菌に対する非宿主抵抗性に関与することが示唆された。また、疫病菌由来のエリシタータンパク質であるINF1に対する応答を野生株とSAR8.2mサイレンシング株で比較したところ、活性酸素生成、ファイトアレキシン蓄積、過敏感細胞死の誘導などの応答に全く差異は認められない一方で、疫病菌感染時の活性酸素生成や過敏感細胞死誘導はSAR8.2mサイレンシング株で顕著に低下していることが示された。これまでにCRISPR/Cas9システムを用いたNbSAR8.2aおよびSAR8.2m遺伝子破壊株の作出に成功し、これら遺伝子破壊株の表現型を確認したところ、SAR8.2mでのみジャガイモ疫病菌に対する抵抗性が著しく低下した。また、ジャガイモ疫病菌の遊走子、発芽胞子、菌糸から調製したcDNAからYeast two hybridライブラリーを作成し、SAR8.2mをBaitにしたスクリーニングにより、疫病菌のいくつかの標的候補因子が単離された。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Expression profiles of genes for enzymes involved in capsidiol production in Nicotiana benthamiana (2020)
  • 著者名/発表者名: Rin Soriya、Imano Sayaka、Camagna Maurizio、Suzuki Takamasa、Tanaka Aiko、Sato Ikuo、Chiba Sotaro、Kawakita Kazuhito、Takemoto Daigo
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 86 ページ: in press
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10327-020-00931-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detoxification of the solanaceous phytoalexins rishitin, lubimin, oxylubimin and solavetivone via a cytochrome P450 oxygenase (2019)
  • 著者名/発表者名: Camagna Maurizio、Ojika Makoto、Takemoto Daigo
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 15 ページ: 1707348～1707348
  • DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2019.1707348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional induction of capsidiol synthesis genes by wounding can promote pathogen signal-induced capsidiol synthesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Kojima Tomoya、Asakura Nobuhide、Hasegawa Shiori、Hirasawa Taishi、Mizuno Yuri、Takemoto Daigo、Katou Shinpei
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 19 ページ: 576
  • DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-019-2204-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotiana benthamiana exportin 1 is required for elicitor-induced phytoalexin production, cell death induction, and resistance against potato late blight pathogen Phytophthora infestans (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Yuri、Imano Sayaka、Camagna Maurizio、Suzuki Takamasa、Tanaka Aiko、Sato Ikuo、Chiba Sotaro、Kawakita Kazuhito、Takemoto Daigo
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 85 ページ: 347～355
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10327-019-00855-9
  • 査読あり
• [学会発表] ナス科植物のセスキテルペノイド抗菌性物質を解毒代謝する酵素遺伝子StSPHの単離 (2020)
  • 著者名/発表者名: カマーニャ マウリツィオ・小鹿一・ 竹本大吾
  • 学会等名: 令和2年度 日本植物病理学会
• [学会発表] ベンサミアナの疫病菌抵抗性に必須なSAR8.2m遺伝子の破壊株におけるジャガイモ疫病菌および宿主遺伝子群のRNA-seq 解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今野沙弥香・近藤洋平・柴田裕介・鈴木孝征・田中愛子・佐藤育男・千葉壮太郎・景山幸二・川北一人・竹本大吾
  • 学会等名: 令和2年度 日本植物病理学会
• [学会発表] ベンサミアナのPhytophthora属菌に対する非宿主抵抗性に必須な分泌ペプチドSAR8.2の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今野沙弥香・近藤洋平・柴田裕介・近藤竜彦・田中愛子・佐藤育男・千葉壮太郎・景山幸二・川北一人・竹本大吾
  • 学会等名: 令和元年度植物感染生理談話会
• [学会発表] ジャガイモ疫病菌由来のエイコサペンタエン酸は植物病原性卵菌に共通するPAMPsである (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木捺美・辰巳絢音・小鹿一・Maurizio Camagna・Mohammad Shahjahan Monjil・松田健太郎・加藤大明・寺内良平・佐藤育男・千葉壮太郎・川北一人・竹本大吾
  • 学会等名: 令和元年度日本植物病理学会 関西部会
• [学会発表] Solanaceae-specific secretory peptide SAR8.2m is essential for non-host resistance of Nicotiana benthamiana to a variety of taxonomically distant Phytophthora species. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imano S., Kondou Y., Shibata Y., Kondo T., Tanaka A., Sato I., Chiba S., Kageyama K., Kawakita K. and Takemoto D.
  • 学会等名: XVIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 国際学会