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2020 年度 実績報告書

イネいもち病抵抗性NLRタンパク質による病原菌エフェクター認識の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05657
研究機関東京農業大学

研究代表者

齋藤 宏昌  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (20414336)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードエフェクタータンパク質 / NLR受容体 / 免疫反応 / イネいもち病菌 / AVR-Pik / Pik-1 / HMA領域 / OsHIPP19
研究実績の概要

植物病原微生物は、宿主組織を操作して感染を助長するエフェクタータンパク質を分泌する。一方、植物細胞内のNucleotide-binding Leucine-rich Repeat(NLR)受容体にエフェクターが認識された場合、免疫反応が誘導される。イネいもち病菌Magnaporthe oryzaeのAVR-Pikエフェクターは、イネのNLR受容体ペアPik-1とPik-2によって認識される。Pik-1には特殊なHeavy-Metal-Associated(HMA)領域が含まれており、この領域によってAVR-Pikが認識され、植物の防御反応が誘導される。AVR-Pikの宿主標的因子として、HMA領域を含むタンパク質Heavy-metal-associated Isoprenylated Plant Proteins(HIPPs)とHeavy-metal-associated Plant Proteins(HPPs)が同定された。その中でOsHIPP19と名付けたHIPPは、AVR-Pikの5つのアリル(A、C、D、E、F)と相互作用することが明らかとなった。そこで、AVR-PikとOsHIPP19の生化学的および構造基盤を解明し、AVR-PikとPik-1-HMAの間の相互作用と比較した。大腸菌で生産し、精製した組換えタンパク質についてゲル濾過解析と表面プラズモン共鳴を行った結果、AVR-PikCとAVR-PikFはOsHIPP19と結合するが、これらは現在同定されている全てのPik-1アリルとは結合しないことが明らかとなった。以上の結果から、Pik-1のHMA領域を操作することで、既報のPik-1アリルには認識されないAVR-Pikアリルを認識可能なPik-1を設計し、将来、多様な菌株に対して病害抵抗性を示すイネ品種を作出するための基礎的知見が得られた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 その他

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

  • [国際共同研究] John Innes Centre/The Sainsbury Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      John Innes Centre/The Sainsbury Laboratory
  • [雑誌論文] Multiple variants of the fungal effector AVR-Pik bind the HMA domain of the rice protein OsHIPP19, providing a foundation to engineer plant defense2021

    • 著者名/発表者名
      Maidment Josephine H.R.、Franceschetti Marina、Maqbool Abbas、Saitoh Hiromasa、Jantasuriyarat Chatchawan、Kamoun Sophien、Terauchi Ryohei、Banfield Mark J.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100371~100371

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100371

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The rice NLR pair Pikp-1/Pikp-2 initiates cell death through receptor cooperation rather than negative regulation2020

    • 著者名/発表者名
      Rafal Zdrzalek、Sophien Kamoun、Ryohei Terauchi、Hiromasa Saitoh、Mark J. Banfield
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 ページ: e0238616

    • DOI

      10.1371/ journal.pone.0238616

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] RNA-Seq of in planta-expressed Magnaporthe oryzae genes identifies MoSVP as a highly expressed gene required for pathogenicity at the initial stage of infection2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Saitoh
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Agricultural and Biological Sciences (ABS 2020)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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