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2021 年度 実施状況報告書

共生微生物が植物に誘導するプライミングの分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05656
研究機関福井県立大学

研究代表者

仲下 英雄  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70280724)

研究分担者 加藤 久晴  福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (40281042)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードプライミング / 菌根菌 / ストリゴラクトン / 病害抵抗性
研究実績の概要

アーバスキュラー菌根菌Gigaspora margaritaがトマトに誘導するプライミングの分子メカニズムの解明を進めた結果、プライミングはサリチル酸を介した防御応答シグナルおよびジャスモン酸を介した防御応答シグナルの両方の活性化に効果があり、また、その効果は病原性細菌および非病原性細菌の両方の感染よって発動することを明らかにしてきた。これらの効果が、G. margaritaの胞子の内部や表面に存在するバクテリアによるものではなく、G. margaritaの根への定着によるものであることを、磨砕したG. margarita胞子を調製して、G. margarita胞子の場合と効果を比較することにより確認し、アーバスキュラー菌根菌によるプライミング誘導活性を確認した。
シロイヌナズナにおける病害抵抗性におけるストリゴラクトン(SL)の機能について、各種のSL変異体およびサリチル酸関連変異体、SL活性アナログであるGR24を組み合わせて解析して、SLがプライミングを誘導することを明らかにした。この効果はSLシグナル欠損株max2では認められず、また、max2は野生型に比較して病原細菌抵抗性が低下していた。野生株にSL合成阻害剤TIS108を処理してSL内生量を減少させた場合には、サリチル酸を介した病原細菌抵抗性および防御応答シグナルが低下した。これらの結果から、サリチル酸を介した病害抵抗性の強さは内生ストリゴラクトン濃度に依存していることを示し、SLが病害抵抗性全体の基本的な部分で働いていることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

トマトにおけるアーバスキュラー菌根菌によるプライミング誘導機構、シロイヌナズナにおけるストリゴラクトンのプライミング誘導活性を明らかにしてきているが、病害抵抗性におけるトコフェロールの機能の解明はコロナ禍のために予定より遅れている。

今後の研究の推進方策

病害抵抗性におけるトコフェロールの機能の解明を進めるとともに、プライミング機構の解析を細菌エンドファイトが定着した植物においても進める。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍のため研究実施量が減少したため試薬・消耗品の購入量が予定より減少した。残額は2022年度に試薬・消耗品の購入および学会参加旅費に使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Response of tomatoes primed by mycorrhizal colonization to virulent and avirulent bacterial pathogens2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Moeka、Kusajima Miyuki、Fukagawa Masatomo、Okumura Yasuko、Nakajima Masami、Akiyama Kohki、Asami Tadao、Yoneyama Koichi、Kato Hisaharu、Nakashita Hideo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 4686

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08395-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Studies on regulation of plant physiology by pesticides2021

    • 著者名/発表者名
      Nakashita Hideo
    • 雑誌名

      Journal of Pesticide Science

      巻: 46 ページ: 393~398

    • DOI

      10.1584/jpestics.J21-06

  • [雑誌論文] 植物生理機能を制御する農薬の作用機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      仲下 英雄
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Pesticide Science

      巻: 46 ページ: 75~76

    • DOI

      10.1584/jpestics.W21-26

  • [学会発表] アシルスペルミジンがシロイヌナズナの病害抵抗性に及ぼす影響の解析2021

    • 著者名/発表者名
      草島 美幸, 高橋 郁夫, 仲下 英雄, 森 昌樹, 西ケ谷 有輝, 浅見 忠男
    • 学会等名
      植物化学調節学会第56回大会
  • [学会発表] HS 処理よって npr1 株特異的に誘導される OZF2 遺伝子の病害抵抗性における機能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 萌香, 堀田 里奈, 草島 美幸, 牛渡 司, 井上 真依, 一瀬 智美, 山口 千仁, 西内 巧, 丸山 明子, 仲下 英雄
    • 学会等名
      植物化学調節学会第56回大会
  • [学会発表] 植物生理機能を制御する農薬の作用機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      仲下 英雄
    • 学会等名
      日本農薬学会第46回大会
    • 招待講演
  • [図書] Regulation of SA-Mediated Signal Transduction in Plant Immune System in "Salicylic Acid - A Versatile Plant Growth Regulator"2021

    • 著者名/発表者名
      Hideo Nakashita, Miyuki Kusajima, Hisaharu Kato, Moeka Fujita
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Springer, Cham
    • ISBN
      978-3-030-79229-9

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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