病原体の認識と応答における分子機構の解明～デュアルR-遺伝子モデルの検証

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21580060
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 岡山県農林水産総合センター (2011); 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所 (2009-2010)
• 研究代表者: 鳴坂 義弘 岡山県農林水産総合センター, 生物科学研究所, 研究員 (20335459)
• 連携研究者: 久保 康之 京都府立大学, 農学研究科, 教授 (80183797)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 抵抗性遺伝子 / 遺伝子対遺伝子説 / シグナル伝達 / 植物免疫 / シロイヌナズナ / 炭疽病 / 青枯病 / トマト斑葉細菌病菌

研究概要

シロイヌナズナの2つの異なる抵抗性蛋白質(RRS1およびRPS4)が協調的に働き、複数の病原体に対する抵抗反応に関与している"デュアル抵抗性蛋白質システム"を発見した。この2つの抵抗性蛋白質について、シロイヌナズナの20種の生態型におけるアミノ酸配列を比較した結果、RPS4は生態型間で高い相同性を示したのに対して、RRS1にはロイシンリッチリピート(LRR)配列やC末端領域において生態型間の高い多様性が存在した。そこで、RRS1およびRPS4の構造と機能を解明するためにRRS1およびRPS4に部位特異的に変異を導入し、病害抵抗性に関するアミノ酸配列を特定した。

研究成果

• [雑誌論文] The genome of the mesopolyploid crop species Brassica rapa (2011)
  • 著者名/発表者名: Narusaka Y.(104番目, 他109名)
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 43 ページ: 1035-1039
  • DOI: DOI:10.1038/ng.919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of full-length cDNAs from Chinese cabbage(Brassica rapa subsp. pekinensis) and identification of marker genes for defence response (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe H., Narusaka Y., Sasaki I., Hatakeyama K., Shin-I S., Narusaka M., Fukami-Kobayashi K., Matsumoto S., Kobayashi M
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 18 ページ: 277-289
  • DOI: DOI:10.1093/dnares/dsr018
  • 査読あり
• [雑誌論文] rpoD gene expression as an indicator of bacterial pathogens in host plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Shiraishi T., Iwabuchi M., Narusaka Y
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 77 ページ: 75-80
  • DOI: DOI:10.1007/s10327-011-0298-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The floral inoculating protocol : a simplified Arabidopsis thaliana transformation method modified from floral dipping (2010)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Shiraishi T., Iwabuchi M., Narusaka Y
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 27 ページ: 349-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring fungal viability and development in plants infected with Colletotrichum higginsianum by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Shiraishi T., Iwabuchi M., Narusaka Y
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 76 ページ: 1-6
  • DOI: DOI:10.1007/s10327-009-0211-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] プラントアクティベーターを利用したハクサイ炭疽病および黒斑病の防除の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘、鳴坂真理
  • 雑誌名: 植物防疫 巻: 3月号, vol.64 ページ: 156-161
• [雑誌論文] ABA hypersensitive germination2-1 causes the activation of both abscisic acid and salicylic acid responses in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimura N., Okamoto M., Narusaka M., Yasuda M., Nakashita H., Shinozaki K., Narusaka Y., Hirayama T
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 50 ページ: 2112-2122
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcp146
  • 査読あり
• [雑誌論文] A dual resistance gene system prevents infection by three distinct pathogens (2009)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Kubo Y., Shiraishi T., Iwabuchi M., Narusaka Y
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 4(10) ページ: 954-955
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2801359/?tool=pubmed
  • 査読あり
• [雑誌論文] A locus conferring resistance to Colletotrichum higginsianum is shared by four geographically distinct Arabidopsis accessions (2009)
  • 著者名/発表者名: Birker D., Heidrich K., Takahara H., Narusaka M., Deslandes L., Narusaka Y., Reymond M., Parker JE., O' Connell R
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 60 ページ: 602-613
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-313X.2009.03984.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] RRS1 and RPS4 provide a dual Resistance-gene system against fungal and bacterial pathogens (2009)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Shirasu K., Noutoshi Y., Kubo Y., Shiraishi T., Iwabuchi M., Narusaka Y
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 60 ページ: 218-226
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-313X.2009.03949.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jasmonate-dependent plant defense restricts thrips performance and preference (2009)
  • 著者名/発表者名: Abe H., Shimoda T., Ohnishi J., Kugimiya S., Narusaka M., Seo S., Narusaka Y., Tsuda S., Kobayashi M
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 9(97) ページ: 1-12
  • DOI: DOI:10.1186/1471-2229-9-97
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナのキチン認識におけるLysM型受容体の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規,元山記子,早船真広,神谷光太,谷本匠,鳴坂真理,鳴坂義弘,賀来華江,渋谷直人
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] Floral inoculation法によるシロイヌナズナ簡易形質転換法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎識知,鳴坂真理,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] デュアル抵抗性蛋白質システムによる病原体認識機構の解明:RPS4とRRS1遺伝子の作物への導入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,白須賢,久保康之,白石友紀,畠山勝徳,平井正良,河本晃一,江面浩,高野義孝,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] デュアル抵抗性蛋白質システムによる病原体認識機構の解明:RPS4とRRS1蛋白質の構造と機能の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘,鳴坂真理,白須賢,高野義孝,白石友紀,岩渕雅樹
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] The floral inoculating protocol : a simplified Arabidopsis thaliana transformation method modified from floral dipping (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, S., Narusaka, M., Shiraishi, T., Iwabuchi, M., Narusaka, Y
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] A dual Resistance-gene system confers resistance against fungal and bacterial pathogens in transgenic Brassica rapa (2011)
  • 著者名/発表者名: Narusaka, M., Shirasu, K., Kubo, Y., Shiraishi, T., Hatakeyama, K., Hirai, T., Kawamoto, K., Ezura, H., Mukaihara, T., Iwabuchi, M., Narusaka, Y
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] RRS1 and RPS4 provide a dual Resistance-gene system against fungal and bacterial pathogens (2011)
  • 著者名/発表者名: Narusaka, Y., Narusaka, M., Shirasu, K., Kubo, Y., Shiraishi, T., Iwabuchi, M
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] デュアルR-遺伝子による病原体認識機構:RPS4とRRS1遺伝子の作物への導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,白須賢,久保康之,白石友紀,畠山勝徳,平井正良, Seung Won Kang,河本晃一,江面浩,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] シロイヌナズナ簡易形質転換法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘,鳴坂真理,白石友紀,岩渕雅樹
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] シロイヌナズナゲノム情報を用いたハクサイcDNAリソース整備とデータベース開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安部洋,佐々木一誠,畠山勝徳,鳴坂真理,田村卓郎,深海-小林薫,鳴坂義弘,小林正智
  • 学会等名: 日本育種学会平成23年度秋季大会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] デュアルR遺伝子システムの発見と分子育種への応用技術開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,鳴坂義弘
  • 学会等名: シンポジウム「植物機能の包括的理解を目指して」
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-02-28
• [学会発表] デュアルR-遺伝子システムによる病原菌認識機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,白須賢,久保康之,豊田和広,白石友紀,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 平成22年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100418-20
• [学会発表] 定量RT-PCR法による病原菌の簡易定量および生物活性評価法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘,鳴坂真理,白石友紀,岩渕雅樹
  • 学会等名: 平成22年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100418-20
• [学会発表] シロイヌナズナゲノム情報を用いたハクサイcDNAリソース整備とデータベース開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安部洋,佐々木一誠,畠山勝徳,鳴坂真理,深海-小林薫,鳴坂義弘,小林正智
  • 学会等名: 第229回日本作物学会講演会
  • 年月日: 20100330-31
• [学会発表] 難防除微小害虫の食害に対するシロイヌナズナの防御応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安部洋,下田武志,立石剣,大西純,釘宮聡一,鳴坂真理,瀬尾茂美,鳴坂義弘,津田新哉,小林正智
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-21
• [学会発表] Analysis of suppressor mutants of a PARN deficient mutant, ABA hypersensitive germination2-1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirayama T., Ushiyama S., Narusaka M., Nakashita H., Narusaka Y., Hayashi S
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-21
• [学会発表] 新説デュアルR-遺伝子システムによる病原体認識機構:RPS4とRRS1による異なる3種の病原体の認識 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,白須賢,久保康之,白石友紀,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-21
• [学会発表] 新説デュアルR-遺伝子システムによる病原体認識機構:2つのR蛋白質による3種の病原体の攻撃の認識 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂義弘,鳴坂真理,白須賢,能年義輝,白石友紀,久保康之,岩渕雅樹
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-21
• [学会発表] シロイヌナズナゲノム情報を用いたハクサイcDNAリソース整備とデータベース開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安部洋,佐々木一誠,畠山勝徳,鳴坂真理,田村卓郎,深海-小林薫,鳴坂義弘,小林正智
  • 学会等名: 日本育種学会平成22年度秋季大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Development of Full-length cDNAs from Brassica rapa and expression analyses of Brassica immune responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe H., Sasaki I., Narusaka M., Hatakeyama K., Tamura T., Fukami-Kobayashi K., Narusaka Y., Kobayashi M
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] 新説デュアルR-遺伝子システムによる病原体認識機構:RPS4とRRS1による異なる3種の病原体の認識 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳴坂真理,白須賢,能年義輝,久保康之,白石友紀,岩渕雅樹,鳴坂義弘
  • 学会等名: 第26回岡山植物病理セミナー
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2009-12-19
• [図書] Methods to Transfer Foreign Genes to Plants, In Transgenic Plants-Advances and Limitations (2012)
  • 著者名/発表者名: Narusaka Y., Narusaka M., Yamasaki S., Iwabuchi M
  • 総ページ数: 478
  • 出版者: InTech
• [備考]
  • URL: http://www.kibi.ne.jp/.narusaka/index.html
• [産業財産権] 複数の病害に対して抵抗性を示す植物及びその作出法 (2009)
  • 発明者名: 鳴坂義弘、鳴坂真理、白須賢
  • 権利者名: 岡山県、理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許、PCT/JP2009/063474
  • 出願年月日: 2009-07-29
  • 外国