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2020 年度 実績報告書

栄養環境情報と微生物情報の統合に基づく植物免疫応答の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18H02467
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

西條 雄介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50587764)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード植物微生物相互作用 / 植物免疫 / 共生 / 環境応答 / 土壌栄養
研究実績の概要

植物がリン栄養環境情報と微生物情報にもとづき免疫・共生を調節する分子機構に関して、シロイヌナズナにおいて主に以下の成果を挙げた。
1)Colletotrichum属共生真菌Ct及び病原真菌Ciは、ともに宿主シロイヌナズナの免疫共受容体BAK1を選択的に除去して根へ感染することを示し、BAK1依存的に認識される真菌MAMPの存在も確かめることで、Ct/Ciの感染戦略の一端およびその意義を明らかにした。
2)リン枯渇応答(PSR)と植物免疫システムとの分子リンクの解明を進めた。①フェロオキシダーゼLPR1/LPR2を介したPSR経路が細胞質キナーゼBIK1の発現量を増大させることでダメージ誘導制Pepペプチド及びPEPR受容体を介した免疫経路を増強し、リン枯渇条件で共生菌を許容しながら病原菌の防除を可能にしていることを明らかにした。②PEPR経路とLPR1経路及びPSR制御転写因子PHR1/PHL1を介した経路の多重変異体の表現型解析、トランスクリプトーム解析やメタ共生菌叢解析により、両PSR経路に加えてPEPR経路に依存するPSR応答性遺伝子群や共生菌の存在を明らかにし、PEPR経路は免疫制御機能に加えてPSR制御機能も有していることを示唆する知見を得た。一方、専らPSR制御に働くと理解されていたPHR1経路及びLPR1経路が栄養十分条件においても免疫や共生の制御に働くことを示唆する知見を得た。③Pepによる根毛形成応答機構の解析を行い、根毛細胞特異的にPEPR2を導入することで生育阻害なしに根の免疫を活性化できることを示した。④PSRに伴い、根で免疫応答で重要なカロース合成酵素PMR4を介してカロース蓄積が誘導され、リン吸収を促進することを示唆する知見を得た。
3)Ct共生やPSRに関する種内多型を記述した。

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

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] CEA-CNRS-AMU(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CEA-CNRS-AMU
  • [雑誌論文] Uncoupling root hair formation and defence activation from growth inhibition in response to damage‐associated Pep peptides in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Kentaro、Kubota Yuki、Hirase Taishi、Otani Koichi、Goh Tatsuaki、Hiruma Kei、Saijo Yusuke
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 229 ページ: 2844~2858

    • DOI

      10.1111/nph.17064

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Phosphorylation Dynamics Under Carbon/Nitrogen-Nutrient Stress and Identification of a Cell Death-Related Receptor-Like Kinase in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Li Xingwen、Sanagi Miho、Lu Yu、Nomura Yuko、Stolze Sara Christina、Yasuda Shigetaka、Saijo Yusuke、Schulze Waltraud X.、Feil Regina、Stitt Mark、Lunn John E.、Nakagami Hirofumi、Sato Takeo、Yamaguchi Junji
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: e2020~e2020

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00377

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1 acts as a regulator coordinating crosstalk between DNA damage response and immune response in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyama Kaoru Okamoto、Aoshima Naoki、Takahashi Naoki、Sakamoto Tomoaki、Hiruma Kei、Saijo Yusuke、Hidema Jun、Umeda Masaaki、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 103 ページ: 321~340

    • DOI

      10.1007/s11103-020-00994-0

    • 査読あり
  • [学会発表] Callose synthase-mediated adaptation to phosphate starvation in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Okada, Koei Yachi, Nhi Nguyen tan Anh, Tae-Hong Lee, Satomi Kanno, Kei Hiruma, Yusuke Saijo
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会
  • [学会発表] Microbiome regulation by phosphorus starvation response regulators in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Chigusa, Ayato Hirano, Kentaro Okada, Yuniar Devi Utami, Kei Hiruma, Miki Fujita and Yusuke Saijo
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会

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公開日: 2023-12-25  

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