宿主侵入ステージにおいて高発現する炭疽病菌エフェクター群の研究

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02204
• 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 – 2021-03-31
• キーワード: 植物病原糸状菌 / ウリ類炭疽病菌 / ウリ科作物 / 宿主侵入 / エフェクター

研究実績の概要

本研究では、ウリ類炭疽病菌の宿主キュウリへの侵入ステージにおいて高発現するエフェクター群に焦点を当てる。ウリ類炭疽病菌の6系統のいずれにおいてもキュウリ侵入ステージにおいて高発現しているエフェクター様分泌タンパク質遺伝子群を網羅的に選抜し、続いて標的破壊解析を完了した結果、ウリ科作物への病原性に関わる4種のエフェクター遺伝子、EPC1、EPC2、EPC3 (旧名ECAP12)、EPC4の同定に成功している。本年度は、このEPCエフェクター遺伝子の発現パターンを明らかにした。また、EPC1、EPC2、EPC3、EPC4遺伝子に対する4重遺伝子破壊株をCre-loxPシステムによる多重遺伝子破壊方法により作出した。その結果、4重遺伝子破壊株はウリ科作物に対する病原性はほぼ失う一方、ベンサミアナタバコに対する病原性は本菌野生株と同様であった。本結果より、発見に成功した４種のエフェクターEPC1、EPC2、EPC3、EPC4は、ウリ類炭疽病菌のウリ科作物に対する宿主特異性成立において重要な役割を担っていることが強く示唆された。また、EPC3 を過剰発現させたベンサミアナタバコについて、PAMP誘導免疫の状態を調べた結果、細菌PAMP（flg22）によって引き起こされる活性酸素生成をEPC3は顕著に抑制することを明らかにした。さらに、EPC3を恒常的に発現させる形質転換シロイヌナズナを作出し、同様にPAMP誘導免疫への影響を調査した結果、EPC3はシロイヌナズナにおいても、flg22誘導活性酸素生成を明確に抑制した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2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] Fungal effector SIB1 of Colletotrichum orbiculare has unique structural features and can suppress plant immunity in Nicotiana benthamiana (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang Ru、Isozumi Noriyoshi、Mori Masashi、Okuta Ryuta、Singkaravanit-Ogawa Suthitar、Imamura Tomohiro、Kurita Jun-Ichi、Gan Pamela、Shirasu Ken、Ohki Shinya、Takano Yoshitaka
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 297 ページ: 101370～101370
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101370
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arabidopsis <i>CURLY LEAF</i> functions in leaf immunity against fungal pathogens by concomitantly repressing <i>SEPALLATA3</i> and activating <i>ORA59</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Singkaravanit‐Ogawa Suthitar、Kosaka Ayumi、Kitakura Saeko、Uchida Kotaro、Nishiuchi Takumi、Ono Erika、Fukunaga Satoshi、Takano Yoshitaka
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 108 ページ: 1005～1019
  • DOI: 10.1111/tpj.15488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative transient expression analyses on two conserved effectors of <i>Colletotrichum orbiculare</i> reveal their distinct cell death‐inducing activities between <i>Nicotiana benthamiana</i> and melon (2021)
  • 著者名/発表者名: Chen Jinlian、Inoue Yoshihiro、Kumakura Naoyoshi、Mise Kazuyuki、Shirasu Ken、Takano Yoshitaka
  • 雑誌名: Molecular Plant Pathology 巻: 22 ページ: 1006-1013
  • DOI: 10.1111/mpp.13078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multiple <i>Colletotrichum</i> species commonly exhibit focal effector accumulation in a biotrophic interface at the primary invasion sites in their host plants (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Taiki、Chen Jinlian、Mise Kazuyuki、Takano Yoshitaka
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 16 ページ: 1935604～1935604
  • DOI: 10.1080/15592324.2021.1935604
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epidermal chloroplasts are defense-related motile organelles equipped with plant immune components (2021)
  • 著者名/発表者名: Irieda Hiroki、Takano Yoshitaka
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 2739
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22977-5
  • 査読あり / オープンアクセス