いもち病菌に対するイネの階層的抵抗性の機構解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580065
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 公益財団法人岩手生物工学研究センター
• 研究代表者: 神崎 洋之 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 生命科学研究部, 研究専門員 (10390882)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: イネ / いもち病菌 / 非病原力遺伝子AVR-Pik / 認識特異性 / タンパク質相互作用 / Dual抵抗性遺伝子

研究概要

本研究課題において以下のことを明らにした。（1）いもち病菌由来AVR-PikアリルがイネPikアリルに特異的かつ階層的に認識される。（2）AVR-Pikは遺伝子変異が高いPik1のCoiled-Coilドメイン（CC）に特異的かつ直接的にタンパク質相互作用する（3）AVR-PikとPikのアリル間でのタンパク質相互作用は抵抗性反応の特異的認識のパターンと一致する。
以上より、イネ由来Pikは、いもち病菌由来AvrPikとの共進化の中で、AVR-Pikとのタンパク質直接的結合を介して抵抗性を獲得し、Pik1の変異がAVR-Pikアリルに対する抵抗性認識に重要な役割を担っていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The NB-LRR proteins RGA4 and RGA5 interact functionally and physically to confer disease resistance (2014)
  • 著者名/発表者名: Césari, S., Kanzaki, H., Fujiwara, T.(co-first authors), Bernoux, M., Chalvon, V., Kawano, Y., Shimamoto, K., Dodds P., Terauchi, R., Kroj, T
  • 雑誌名: EMBO journal 巻: (in press)
• [雑誌論文] MutMap+: Genetic Mapping and Mutant Identification without Crossing in Rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Fekih, R., Takagi, H., Tamiru, M., Abe, A., Natsume, S., Yaegashi, H., Sharma, S., Sharma, S., Kanzaki, H., Matsumura, H., Saitoh, H., Mitsuoka, C., Utsushi, H., Uemura, A., Kanzaki, E., Kosugi, S., Yoshida, K., Cano, L., Kamoun, S., Terauchi, R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e6852
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068529
• [雑誌論文] MutMap-Gap : whole-genome resequencing of mutant F2 progeny bulk combined with de novo assembly of gap regions identifies the rice blast resistance gene Pii (2013)
  • 著者名/発表者名: Takagi H., Uemura A., Yaegashi H., Tamiru M., Abe A., Mitsuoka C., Utsushi H., Natsume S., Kanzaki H., Matsumura H., Saitoh H., Yoshida K., Cano L.M., Kamoun S., Terauchi R
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 200 ページ: 276-83
  • DOI: 10.1111/nph.12369.Epub
• [雑誌論文] The rice resistance protein pair RGA4/RGA5 recognize the Magnaporthe oryzae effectors AVR-Pia and AVR-CO39 by direct binding (2013)
  • 著者名/発表者名: Cesari, S., Thilliez, G., Ribot, C., Chalvon, V., Michel, C., Jauneau, A., Rivas, S., Alaux, L., Kanzaki, H., Okuyama, Y., Morel, J.B., Fournier, E., Terauchi, R., Kroj, T
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 ページ: 1463-1481
  • DOI: 10.1105/tpc.112.107201
• [雑誌論文] Mutation in OsLMS, a gene encoding a protein with two double-stranded RNA binding motifs, causes lesion mimic phenotype and early senescence in rice (Oryza sativa L.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Undan, JR., Tamiru, M., Abe, A., Yoshida, K., Kosugi, S., Takagi, H., Yoshida, K., Kanzaki, H., Saitoh, H., Fekih, R., Sharma, S., Undan, J., Yano, M., Terauchi, R
  • 雑誌名: Gene and Genetic Systems 巻: 87 ページ: 169-179
  • DOI: 10.1266/ggs.87.169
• [雑誌論文] Whole genome sequencing and future breeding of rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, R., Abe, A., Takagi, H., Yoshida, K., Kosugi, S., Natsume, S., Yaegashi, H, Kanzaki, H., Matsumura, H., Mitsuoka, C., Utsushi, H., Tamiru, M
  • 雑誌名: Journal of Plant Biochem. Biotechnol 巻: 21 ページ: 10-14
  • DOI: 10.1007/s13562-012-0133-2
• [雑誌論文] Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik genes driven by their physical interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Fujisaki, K., Hirabuchi, A., Alaux, L., Fournier, E., Tharreau, D., Terauchi, R
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 72 ページ: 894-907
  • DOI: 10.1111/j.1365-313X.2012.05110.x
• [雑誌論文] Genome sequencing reveals agronomically important loci in rice using MutMap (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe, A., Kosugi, S., Yoshida, K., Natsume, S., Takagi, H., Kanzaki, H., Matsumura, H., Yoshida, K., Mitsuoka, C., Tamiru, M., Innan, H., Cano L., Kamoun, S.& Terauchi, R
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 巻: 30 ページ: 174-178
  • DOI: 10.1038/nbt.2095
• [雑誌論文] A multifaceted genomics approach allows the isolation of the rice Pia- blast resistance gene consisting of two adjacent NBS- LRR protein genes (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuyama, Y., Kanzaki, H.(co-first authors), Abe, A., Yoshida K., Tamiru M., Saitoh H., Fujibe T., Matsumura H., Shenton M., Galam, D.C., Undan, J., Ito, A., Sone, T. and Terauchi, R
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 66 ページ: 467-479
  • DOI: 10.1111/j.1365-313X.2011.04502.x
• [学会発表] Mark Banfield、Sophien Kamoun、寺内良平いもち病菌(Magnaporthe oryzae)非病原力遺伝子AVR-Pikと相互作用するイネタンパク質の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、斉藤宏昌、藤崎恒喜、小林光智衣、伊藤和江、神崎英子、三岡周子
  • 学会等名: 平成26年度日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] Rice proteins that interact with the M. oryzae avirulence effector Avr-Pik (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Sautoh, H., Fujisaki, K., Kobayashi, M., Ito, K., Kanzaki, E., Mitsuoka, C., Banfield, M., Kamoun, S., Terauchi, R
  • 学会等名: 2013-International Rice Blast Conference
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 2013-08-20
• [学会発表] Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR gene and rice R genes driven by their physical interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Fujisaki, K., Hirabuchi, A., Allaux, L., Fournier. E., Tharreau. D., Terauchi, R
  • 学会等名: 30th New Phytologist Symposium～Immunomodulation by plant-associated organisms
  • 発表場所: California米国
  • 年月日: 20120916-19
• [学会発表] The direct protein-protein interaction results in the arms race co-evolution between Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, H., Yoshida, K., Saitoh, H., Hirabuchi, A., Allaux, L., Fournier. E., Tharreau. D., Terauchi, R
  • 学会等名: XI International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20120729-0802
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR-Pikが認識する新規イネ遺伝子の単離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之・斉藤宏昌・藤崎恒喜・寺内良平
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 20120327-29
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR- Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikは、直接的タンパク質相互作用によって認識する (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、吉田健太郎、平渕亜紀子、寺内良平
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] いもち病菌非病原力遺伝子AVR- Pikとイネいもち病抵抗性遺伝子Pikにおけるアリル間認識特異性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神崎洋之、吉田健太郎、寺内良平
  • 学会等名: 日本育種学会第120回講演会秋季大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-09-23
• [図書] Plant Immunity (Springer)DOI : 10.1007/978-1-62703-986-4_20 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki. H., Yoshida, K., Saitoh, H., Tamiru, M. Terauchi, R. (Edit. Baul Birch)
  • 出版者: Protoplast cell death assay to study AVR function in rice (in Methods in Molecular Biology