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2020 年度 実績報告書

植物による線虫認識機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H02994
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

門田 康弘  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (80548975)

研究分担者 植原 健人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 産学連携コーディネーター (30355458)
望田 啓子 (桑田啓子)  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任講師 (70624352)
加藤 大明  京都大学, 農学研究科, 特定研究員 (70642635)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード植物免疫 / 植物寄生線虫 / MAMP / 免疫受容体
研究実績の概要

植物寄生線虫は、様々な農作物に感染し甚大な被害をもたらす病害虫である。植物は病原体由来のMAMPs (microbe-associated molecular patterns)と総称される物質を細胞膜上のMAMP容体を介して認識して免疫反応を誘導する。しかし、植物寄生線虫におけるMAMP及びその受容体についてはほとんど理解が進んでいない。そこで、本研究では植物が認識する線虫由来の物質(MAMPs)を単離するとともに、遺伝学的、及び生化学的アプローチにより、植物の受容体、受容体結合因子、及び情報伝達系の因子の同定を目指す。これまでの研究により、線虫由来のペプチドX (PPN-X)はシロイヌナズナにおいて免疫応答を誘導することを発見した。そこで、遺伝学的手法によりPPN-Xに対して低感受性を示す変異体を探索した。また、シロイヌナズナの様々なエコタイプを取り寄せ、感受性を調べたところ、エコタイプによりPPN-X感受性が大きく異なることが分かった。さらに、生化学的手法を用いて線虫由来の新規MAMPの探索を進めた。

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

遺伝学的スクリーニングが動き出し、変異体の候補を得ることができた。また、シロイヌナズナのエコタイプにはPPN-Xに対して低感受性を示すものや、高感受性を示すものがあることを発見した。さらに、カラムクロマトグラフィーを用いて新規MAMP活性物質の精製を進めている。このように、MAMP受容体、及び新規MAMP活性物質の同定に向けて前進していると思われる。

今後の研究の推進方策

次年度も遺伝学的スクリーニングを進め、PPN-X受容体の探索を行う。また、シロイヌナズナのエコタイプ間におけるPPN-X反応性の違いから組み換え近交系(Recombinant Inbred. Line: RIL)を用いたPPN-X受容体の同定も検討する。さらに、カラムクロマトグラフィーを用いたMAMP活性物質の精製を進め、新規MAMP活性物質の同定を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [国際共同研究] フランス国立農学研究所(INRA)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス国立農学研究所(INRA)
  • [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The Sainsbury Laboratory
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Zurich
  • [雑誌論文] <i>Solanum palinacanthum</i> Dunal as a potential eggplant rootstock resistant to root‐knot nematodes2022

    • 著者名/発表者名
      Murata Gaku、Uehara Taketo、Lee Hyoung Jae、Mizutani Masaharu、Kadota Yasuhiro、Shinmura Yoshimi、Saito Takeo、Uesugi Kenta
    • 雑誌名

      Journal of Phytopathology

      巻: 170 ページ: 185~193

    • DOI

      10.1111/jph.13067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptomic Analysis of Resistant and Susceptible Responses in a New Model Root-Knot Nematode Infection System Using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 680151

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.680151

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Activation loop phosphorylation of a non-RD receptor kinase initiates plant innate immune signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Bender Kyle W.、Couto Daniel、Kadota Yasuhiro、Macho Alberto P.、Sklenar Jan、Derbyshire Paul、Bjornson Marta、DeFalco Thomas A.、Petriello Annalise、Font Farre Maria、Schwessinger Benjamin、Ntoukakis Vardis、Stransfeld Lena、Jones Alexandra M. E.、Menke Frank L. H.、Zipfel Cyril
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: e2108242118

    • DOI

      10.1073/pnas.2108242118

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ネコブセンチュウエフェクターによる植物免疫抑制機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 一輝、門田 康弘、Gan Pamela、植原 健人、槇 紀子、Mukhtar Shahid M.、白須 賢
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] Transcriptomic analysis of resistant and susceptible responses in a new model root-knot nematode infection system using Solanum torvum and Meloidogyne arenaria2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Kazuki、Uehara Taketo、Holbein Julia、Sasaki-Sekimoto Yuko、Gan Pamela、Bino Takahiro、Yamaguchi Katsushi、Ichihashi Yasunori、Maki Noriko、Shigenobu Shuji、Ohta Hiroyuki、Franke Rochus B.、Siddique Shahid、Grundler Florian M. W.、Suzuki Takamasa、Kadota Yasuhiro、Shirasu Ken
    • 学会等名
      2021 IS-MPMI Congress: eSymposia Series
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規モデル感染システムを用いた線虫抵抗性・感受性応答のトランスクリプトーム解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 一輝、植原 健人、Gan Pamela、槇 紀子、鈴木 孝征、門田 康弘、白須 賢
    • 学会等名
      日本線虫学会 第28回大会
  • [備考] 理化学研究所 環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループ

    • URL

      http://plantimmunity.riken.jp/

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公開日: 2022-12-28  

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