植物の感染防御応答におけるNOと活性酸素種の協奏的作用機構の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18380032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 川北 一人 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (90186065)
• 研究分担者: 竹本 大吾 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (30456587) ; 園田 雅俊 千葉大学, 自然科学研究科, 助教 (70376367)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 一酸化窒素 / 活性酸素種 / パーオキシナイトライト / 感染防御応答 / シグナル伝達 / ジャガイモ / ジャガイモ疫病菌 / ベンサミアナタバコ

研究概要

病原体の感染に対する植物の防御応答において、細胞死を伴った一連の抵抗反応が誘導される。活性酸素と一酸化窒素(NO)は抵抗反応の誘導・増幅シグナルとして機能していると考えられ、植物体内でのそれらの生成系の解析を行った。また、スーパーオキシド(O2-)とNOとの反応物であるパーオキシナイトライト(ONOO-)が細胞死を誘導し、植物の基礎抵抗性に関与している可能性を示した。さらに細胞死を誘導するセラミド関連化合物を特定し、抵抗反応誘導機構の解明における有用性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] N, N-dimethylsphingosine, an inhibitor of sphingosine kinase, induce phytoalexin production and hypersensitive cell death of Solanaceae plants without production of reactive oxygen species (2009)
  • 著者名/発表者名: Uruma, S., Shibata, Y., Takemoto, D., and Kawakita, K
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of NbNOA1 in NO production and defense responses in INF1-treated Nicotiana benthamiana (2008)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Asai, S., Yamamoto-Katou, A., Yoshioka, H., Doke, N. and Kawakita, K
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol 74 ページ: 15-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium-dependent protein kinase regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M. Ohura, I., Kawakita, K.,Yokota, N., Fujiwara, M., Shimamoto, K., Doke, N. and Yoshioka, H
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 1065-1080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of mitogen- activated protein kinase in the induction of genes for StrbohC and StrbohD in response to pathogen signals in the potato (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamizo, C. Doke, N., Yoshioka, H. and Kawakita, K
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol 73 ページ: 304-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] NADPH oxidases in fungi : diverse roles of reactive oxygen species in fungal cellular differentiation (2007)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, D., Tanaka, A. and Scott, B
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 44 ページ: 1065-1076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subcellular localization of Strboh proteins and NADPH -dependent O_2^-generating activity in potato tuber tissues (2006)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Kawakita, K., Maeshima, M., Doke, N., and Yoshioka H
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 57 ページ: 1373-1379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrate reductase is responsible for elicitin-induced nitric oxide production in Nicotiana benthamiana (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto-Katou, A., Katou, S., Yoshioka, H., Doke, N.,and Kawakita, K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 47 ページ: 726-735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rewiring mitogen- activated protein kinase cascade by positive feedback confers potato blight resistance (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamamizo, C., Kuchimura, K., Kobayashi, A., Katou, S., Kawakita, K., Jones, J.D.G.., Doke N. and Yoshioka, H
  • 雑誌名: Plant Physiol 140 ページ: 681-692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxynitrite generation and tyrosine nitration in defense responses in tobacco BY-2 cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, S., Yamamoto-Katou, A., Yoshioka, H., Doke, N., and Kawakita, K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 47 ページ: 689-697
  • 査読あり
• [学会発表] ジャガイモ葉におけるS-ニトロソ化され得るタンパク質の特定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樹神博士
  • 学会等名: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ジャガイモ疫病菌に対するベンサミアナタバコ植物の防御応答におけるサリチル酸およびエチレンの関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田裕介
  • 学会等名: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ジャガイモ葉におけるS-ニトロソ化され得るタンパク質の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] ペルオキシ亜硝酸イオン(ONOO-)の植物抵抗反応への関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樹神博士
  • 学会等名: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] N, N-ジメチルスフィンゴシンは活性酸素を介さずに植物の防御応答を誘導する (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田裕介
  • 学会等名: 平成21年度日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 植物の感染応答における活性酸素および活性窒素生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川北一人
  • 学会等名: 第61回日本酸化ストレス学会学術集会
  • 発表場所: 京都府京都市国立京都国際会館
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] ジャガイモ植物におけるセラミド関連化合物の抵抗反応誘導活性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 閏間貞雄
  • 学会等名: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 島根県松江市くにびきメッセ
  • 年月日: 2008-04-27
• [学会発表] 植物の感染応答におけるNO生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川北一人
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 北海道札幌市札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Dynamic subcellular responses in plants during interactions with fungal and oomycete pathogens (2007)
  • 著者名/発表者名: 竹本大吾
  • 学会等名: Workshop "Dynamics of biological networks in and around plant cells"
  • 発表場所: Kobe University, Kobe
  • 年月日: 2007-10-31
• [学会発表] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答におけるNO生成関連因子NbNOA-1の関与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 平成19年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岐阜県岐阜市岐阜大学
  • 年月日: 2007-10-07
• [学会発表] ベンサミアナタバコ植物の感染防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 植物感染生理談話会
  • 発表場所: 京都府京都市京都府立大学
  • 年月日: 2007-08-10
• [学会発表] Involvement of NO in plant defense responses and role of nitrate reductase in NO production (2007)
  • 著者名/発表者名: 川北一人
  • 学会等名: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • 年月日: 2007-07-23
• [学会発表] Calcium-dependent protein kinases regulate the production of reactive oxygen species by potato NADPH oxidase (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林光智衣
  • 学会等名: XIII International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Hilton Sorrento Palace Hotel and Congress Center, Italy
  • 年月日: 2007-07-23
• [学会発表] タバコ植物の防御応答時のNO生成におけるNbNOA1の関与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 滋賀県大津市滋賀県立県民交流センター
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] Calcium-dependent protein kinases regulate the oxidative burst produced by the plant NADPH oxidase. Meiji University International (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林光智衣
  • 学会等名: Symposium "Plant Immunity : From MAMPs/PAMPs Recognition to Gene-for-Gene Resistance"
  • 発表場所: Meiji University, Tokyo
  • 年月日: 2007-03-12
• [学会発表] ベンサミアナタバコ植物でのNO生成におけるNbNOS1の関与 (2006)
  • 著者名/発表者名: 加藤大明
  • 学会等名: 平成18年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 京都府京都市京都大学
  • 年月日: 2006-10-28
• [学会発表] ジャガイモファイトアレキシン合成遺伝子プロモータの制御機構の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 山溝千尋
  • 学会等名: 平成18年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 京都府京都市京都大学
  • 年月日: 2006-10-28
• [学会発表] ジャガイモファイトアレキシン合成遺伝子プロモータの制御機構の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 山溝千尋
  • 学会等名: 感染生理談話会
  • 発表場所: 島根県松江市松江テレサ
  • 年月日: 2006-08-18
• [学会発表] CDPKはNADPHオキシダーゼを活性化する (2006)
  • 著者名/発表者名: 小林光智衣
  • 学会等名: 感染生理談話会
  • 発表場所: 島根県松江市松江テレサ
  • 年月日: 2006-08-18
• [図書] エリシターの受容とオキシダティブバーストの分子機構とその機能, 微生物の病原性と植物の防御応答. 上田一郎編著 (2007)
  • 著者名/発表者名: 道家紀志・川北一人・吉岡博文
  • 総ページ数: 32-43
  • 出版者: 北海道大学出版会
• [図書] 植物の感染応答因子としてのNO病原体の寄生戦略と植物の応答. 荒瀬榮・上野誠編 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川北一人・山本(加藤)文子・齋藤修・加藤新平・加藤大明・浅井秀太・樹神博士・吉岡博文・道家紀志
  • 総ページ数: 11-22
  • 出版者: 日本植物病理学会
• [図書] 植物の生体防御. 実験免疫学ハンドブック, 中島泉編 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川北一人
  • 総ページ数: 328-329
  • 出版者: 名古屋大学出版会
• [備考]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~byori/papers.html