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2012 年度 実績報告書

植物細胞壁における異物認識・情報伝達・防御応答のダイナミズム

研究課題

研究課題/領域番号 22580051
研究機関岡山大学

研究代表者

豊田 和弘  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (50294442)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード細胞壁 / エクト型 ATPase / ジアミンオキシダーゼ / Blue-Native PAGE / エンドウ褐紋病菌 / サプレッサー / ジャスモン酸 / 防御応答
研究概要

本研究課題の最大の特徴は、植物細胞壁に存在するエクト型 ATPase(アピラーゼ)を分子標的とする病原糸状菌由来のサプレッサー(抵抗性抑制因子)の作用機序の解析を通して、細胞壁が独自に備えた異物認識・免疫システムとその回避の仕組みについて明らかにする点にある。申請者らはすでに、エクト型 ATPase の近傍には複数の免疫機構に関連したタンパク質が存在し、これらと協調して細胞壁での免疫応答を成立させていることを示してきた。逆に言えば、この ATPase の機能低下(活性抑制)が免疫不全を引き起こし、結果として病原体による感染を許すという考え方である。今年度も、細胞壁 ATPase を免疫応答の「マスター酵素」と位置付け、これを起点とするタンパク間相互作用や細胞内部(下流)への情報伝達について、生理・生化学的な解析を加えた。エンドウの細胞壁タンパク質を調製し、Blue-Native 電気泳動で解析した結果、エクト型 ATPase は活性酸素生成酵素の1つであるジアミンオキシダーゼと複合体として精製され、この活性が ATPase と同調して調節されることが明らかとなった。一方、エンドウ褐紋病菌由来のサプレッサーならびに ATPase 阻害剤を用いた解析から、ATPase の活性阻害とジャスモン酸を介した情報伝達系の亢進は深く関連すること、さらに、ジャスモン酸合成に関与する遺伝子を発現抑制したエンドウでは、本菌に対する感受性(罹病性)が著しく低下することなどが示された。これらの結果より、サプレッサーは宿主の細胞壁 ATPase を標的とし、この活性抑制がジャスモン酸合成を促進し、生成するジャスモン酸を介してサリチル酸に依存した防御機構を一時的に阻害することで自身の感染を有利にしているものと考えられた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Plant cell walls as suppliers of potassium and sodium ions for induced resistance in pea (Pisum sativum L.) and cowpea (Vigna ungiculata L.)2013

    • 著者名/発表者名
      Amano, M., Toyoda, K., Kiba, A., Inagaki, Y., Ichinose, Y., and Shiraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 79 ページ: 12-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Medicago truncatula–Mycosphaerella pinodes interaction: A new pathosystem for dissecting fungal-suppressor-mediated disease susceptibility in plants2013

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, K., Ikeda, S., Morikawa, J., Hirose, M., Maeda, A., Suzuki, T., Inagaki, Y., Ichinose, Y., and Shiraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 79 ページ: 1-11

    • DOI

      DOI: 10.1007/s10327-012-0405-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of lipoxygenase (LOX)-, allene oxide synthase (AOS)-, allene oxide cyclase (AOC) and 12-oxo-phytodienoic acid reductase (OPR)-mRNA in pea reduces the sensitivity to a phytotoxin coronatine and disease development by Mycosphaerella pinodes2013

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, K., Kawanishi, Y., Kawamoto, Y., Kurihara, C., Yamagishi, N., Tamura, A., Yoshikawa, N., Inagaki, Y., Ichinose, Y. and Shiraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 79 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] H2O2 production by copper amine oxidase, a component of the ecto-apyrase (ATPase)-containing protein complex(es) in the pea cell wall, is regulated by an elicitor and a suppressor from Mycosphaerella pinodes2012

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, K., Yasunaga, E., Niwa, M., Ohwatari, Y., Nakashima, A., Inagaki, Y., Ichinose, Y., Shiraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 78 ページ: 311-315

    • DOI

      DOI 10.1007/s10327-012-0399-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genes expressed in tissue-cultured seedlings of mountain laurel (Kalmia latifolia L.) with colonizing Streptomyces padanus AOK302012

    • 著者名/発表者名
      Meguro, A., Toyoda, K., Ogiyama, H., Hasegawa, S., Nishimura, T., Kunoh, H., and Shiraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 78 ページ: 303-310

    • DOI

      DOI 10.1007/s10327-012-0396-4

    • 査読あり
  • [学会発表] ササゲにおけるペルオキシダーゼ依存性細胞外オキシダティブバースト反応の分子機構2013

    • 著者名/発表者名
      茶谷真菜美・大河摩祐・田中佳織・稲垣善茂・一瀬勇規・豊田和弘・白石友紀
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      20130327-29
  • [学会発表] エンドウの感染阻害物質 dihydromaleimide の抵抗性誘導効果2013

    • 著者名/発表者名
      飯尾賢太郎・鎌田智絵・渡辺智和・泉実・稲垣善茂・一瀬勇規・豊田和弘・白石友紀
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      20130327-29
  • [学会発表] ペルオキシダーゼ依存性細胞外オキシダティブバースト反応は,ササゲやエンドウにおける非宿主抵抗性に関与する2013

    • 著者名/発表者名
      田中佳織・豊田和弘・茶谷真菜美・住井紀子・稲垣善茂・一瀬勇規・白石友紀
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] 細胞外 ATP によるオキシダティブバースト反応の制御2012

    • 著者名/発表者名
      田中佳織・豊田和弘・稲垣善茂・一瀬勇規・白石友紀
    • 学会等名
      平成24年度日本植物病理学会関西部会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      20120927-28
  • [学会発表] エンドウにおけるサリチル酸を介した防御応答は褐紋病菌に対する侵入抵抗性に関与している2012

    • 著者名/発表者名
      豊田和弘・石井寛子・山岸紀子・吉川信行・稲垣善茂・一瀬勇規・白石友紀
    • 学会等名
      平成24年度日本植物病理学会関西部会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      20120927-28
  • [学会発表] エンドウにおけるサリチル酸を介した防御応答は褐紋病菌に対する侵入抵抗性に関与している2012

    • 著者名/発表者名
      豊田和弘・石井寛子・山岸紀子・吉川信行・稲垣善茂・一瀬勇規・白石友紀
    • 学会等名
      第22回(2012年)植物微生物研究会研究交流会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20120925-20120927
  • [学会発表] サプレッションサブトラクティブハイブリダイゼーション法による Medicago truncatula からの細胞外 ATP 応答性遺伝子のスクリーニング2012

    • 著者名/発表者名
      田中佳織・豊田和弘・稲垣善茂・一瀬勇規・白石友紀
    • 学会等名
      第22回(2012年)植物微生物研究会研究交流会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20120925-20120927
  • [学会発表] エンドウの感染阻害物質 dihydromaleimide の局部および全身抵抗性における役割2012

    • 著者名/発表者名
      飯尾賢太郎・鎌田智絵・渡辺智和・泉実・稲垣善茂・一瀬勇規・豊田和弘・白石友紀
    • 学会等名
      第22回(2012年)植物微生物研究会研究交流会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20120925-20120927
  • [学会発表] Infection inhibitor(s) generated in the cell wall preparation from Pisum sativum L.2012

    • 著者名/発表者名
      Iio, K., Kamada, C., Watanabe, T., Izumi, M., Inagaki, Y., Ichinose, Y., Toyoda, K. and Shiraishi,T.
    • 学会等名
      XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120729-20120802
  • [学会発表] Genes expressed in tissue-cultured seedlings of mountain laurel (Kalmia latifola L.) with colonizing Streptomyces padanus AOK302012

    • 著者名/発表者名
      Meguro, A., Toyoda, K., Ogiyama, H., Hasegawa, S., Nishimura, T., Kunoh, H. and Shiraishi, T
    • 学会等名
      XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120729-0802
  • [学会発表] The apoplastic oxidative burst and induced extracellular defense: production of an anti-fungal compound(s) in the extracellular space of cowpea leaves challenged with the fungal elicitor2012

    • 著者名/発表者名
      Uchioki, M., Toyoda, K., Tanaka, K., Takagi, M., Inagaki, Y., Ichinose, Y. and Shiraishi, T
    • 学会等名
      XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120729-0802
  • [学会発表] Extracellular apyrase (ecto-ATPase) regulates the peroxidase-catalyzed apoplastic oxidative burst in cowpea (Vigna sinensis Endl.): implication in nonhost resistance2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Toyoda, K., Yamagishi, N., Yoshikawa, N., Inagaki, Y., Ichinose, Y. and Shiraishi, T
    • 学会等名
      XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120729-0802
  • [学会発表] Plant cell wall is the first line of defense: a host-specific modulation for induced susceptibility2012

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, K
    • 学会等名
      XV International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120729-0802
  • [学会発表] Extracellular apyrase participates in elicitor-induced superoxide generation and impacts on non-host resistance of cowpea2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Toyoda, K., Inagaki, Y., Ichinose, Y. and Shiraishi, T.
    • 学会等名
      The 3rd International Ascochyta Workshop
    • 発表場所
      Córdoba, Spain
    • 年月日
      20120422-20120426
  • [学会発表] Cell wall-associated apyrase, a key player for conditioning susceptibility/resistance in plant-pathogen interactions2012

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, K., Shiobara, Y., Nagai, H., Kawakami, E., Amano, M., Tanaka, K., Inagaki, Y., Ichinose, Y. and Shiraishi, T.
    • 学会等名
      The 3rd International Ascochyta Workshop
    • 発表場所
      Córdoba, Spain
    • 年月日
      20120422-20120426
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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