植物オルガネラ間相互作用による異物認識機構に関する分子解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15108001
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 白石 友紀 岡山大学, 農学部, 教授 (10033268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 和弘 岡山大学, 農学部, 助教授 (50294442) ; 稲垣 善茂 岡山大学, 農学部, 助教授 (50280764) ; 一瀬 勇規 岡山大学, 農学部, 教授 (50213004)
• Keywords: 転写因子 / マイクロアレイ / フラジェリン / アピラーゼ / エリシター / サプレッサー / NtPDR1 / INF1エリシチン

Research Abstract

本研究では、病原微生物シグナルについて、そのシグナルが認識され植物感染の成否に至るメカニズムとともに情報伝達系を植物のオルガネラの応答及びオルガネラ間のクロストークという切り口で解明する。
本年度は、1)オルガネラと核とのクロストークに関する解析として、シロイヌナズナの培養細胞にPseudomonas syringaeのべん毛繊維タンパク質フラジェリンとP.aeruginosa由来でフラジェリンのアミノ末端に保存されている22残基のペプチドflg22をエリシターとして処理し、転写因子に注目しつつマイクロアレイ法を用いて遺伝子発現解析を試みた。その結果、その両者においても552個の遺伝子については発現量が2倍以上に増高し、105個の遺伝子については2倍以下に減少した。増高した遺伝子のうち430個はフラジェリン特異的に、108個がフラジェリン、flg22の双方の処理で発現が誘導された。
2)次に、細胞壁-原形質膜クロストークによる原形質膜情報伝達系に関する解析として、ササゲのアピラーゼ遺伝子であるVsNTPase1及び2を単離し、これらについてエリシターおよびサプレッサーに対する遺伝子応答解析を試みた。その結果、ササゲのアピラーゼである組換えVsNTPase1タンパク質がエリシターやサプレッサーに直接応答すること、VsNTPase2は恒常的に発現していたがVsNTPase1が傷処理やエリシターとサプレッサーの混合処理によって発現が誘導されること、VsNTPase1は転写レベルにおいても防御応答と同様に制御されていることが明らかとなった。
3)さらにオルガネラに存在するイオンや二次代謝産物輸送のシグナル応答とクロストークに関する解析として、ジャガイモ疫病菌が生産するエリシター;INF1エリシチンに応答するタバコのNtPDR1遺伝子について、遺伝子発現の応答性解析を試みた。この遺伝子はサリチル酸には応答しなかったが、エチレンやメチルジャスモン酸には強く発現が誘導された。さらにこの遺伝子のプロモーターについて遺伝子構造解析を行ったところ、その基本プロモーター配列であるTATA-boxの近傍にエチレン及びメチルジャスモン酸の発現誘導に関与すると考えられるcis-elements boxが見いだされた。

Research Products

• [Publications] H Seki, M Marutani, Y Inagaki, K Toyoda, T Shiraishi, Y Ichinose: "Possible involvement of AAAG motif and PsDof1 in elicitor-induced gene expression in pea"Sci.Rep.Fac.Agr.Okayama Univ.. 92. 21-26 (2003)
• [Publications] Y Inagaki, S Iida: "A Na_+/H_+ exchanger is responsible for blue petal coloration in Japanese Morning Glory"Sci.Rep.Fac.Agr.Okayama Univ.. 92. 117-121 (2003)
• [Publications] T Kawahara, K Toyoda, A Kiba, A Miura, T Ohgawara, et al.: "Cloning and characterization of pea apyrases : involvement of PsAPY1 in response_to_signal_molecules_from the pea pathogen Mycosphaerella pinodes"J.Gen.Plant Pathol.. 69. 33-38 (2003)
• [Publications] F Taguchi, R Shimizu, Y Inagaki, K Toyoda. T Shiraishi, Y Ichinose: "Post-transcriptional modification of Flagellin determines the specificity of HR induction"Plant Cell Physiol.. 44. 342-349 (2003)
• [Publications] R Shimizu, F Taguchi, M Marutani, T Mukaihara, Y Inagaki, et al.: "Flagella defective mutant ΔfliD of Pseudomonas syringae pv.tabaci that secretes monomer flagellin induces strong HR on nonhost tomato cells"Mol.Genet.Genomics. 269. 21-30 (2003)
• [Publications] N Nakamura, M Marutani, S Sanematsu, K Toyoda, et al.: "Phylogenetic classification of Dof-type transcription factors in pea(Pisum sativum)"Plant Biotechnol.. 20. 247-252 (2003)
• [Publications] Y Ichinose, R Shimizu, Y Ikeda, F Taguchi, M Marutani, et al.: "Flagella are required for complete virulence of Pseudomonas syringae pv.tabacl : General analysis with flagella defective mutants,ΔfliC and ΔfliD, in host tabacco plants"J.Gen.Plant Pathol.. 69. 244-249 (2003)
• [Publications] K Takeuchi, F Taguchi, Y Inagaki, K Toyoda, T Shiraishi, Y Ichinose: "Flagellin Glycosylation Island in Pseudomonas syringae pv.glycinea and Its Role in Host Specificity"J.Bacteriol.. 185. 6658-6665 (2003)
• [Publications] Y Ishiga, Y Inagaki, K Toyoda, T Shiraishi, Y Ichinose: "Expression of allene oxide synthase and allene oxide cyclase in the interactions between pea and fungal pathogens"J.Gen.Plant Pathol.. 69. 351-357 (2003)
• [Publications] D Schenke, M Sasabe, K Toyoda, Y Inagaki, T Shiraishi, Y Ichinose: "Genomic structure of the NtPDR1 gene, harboring the two miniature inverted-repeat transposable elements, NtToya1 and NtStowaway101"Genes Genet.Syst.. 78. 409-418 (2003)
• [Publications] F Taguchi, R Shimizu, R Nakagima, K Toyoda, T Shiraishi, Y Ichinose: "Differential effects of flagellins from Pseudomonas syringae pv.tabaci, tomato and glycinea on plant defense response"Plant Physiol.Biochem.. 41. 165-174 (2003)
• [Publications] 一瀬勇規, 田口富美子, 稲垣善茂, 豊田和弘, 白石友紀: "植物病原菌のべん毛を介した植物相互作用"化学と生物. 41. 511-516 (2003)
• [Publications] 豊田 和弘, 白石 友紀, 一瀬 勇規, 山本 幹博, 稲垣 善茂: "植物の病原菌に対する受容性と抵抗性"秀潤社・植物細胞工学シリーズ19「分子レベルからみた植物の耐病性」. 74-81 (2004)
• [Publications] Y Ichinose, R Shimizu, F Taguchi, K Takeuchi, M Marutani, et al.: "Role of flagella and flagellin in plant-Pseudomonas syringae interactions. In Pseudomonas syringae and related Pathogens"Kluwer Academic Press, Dordrecht, the Netherland. 311-318 (2003)
• [Publications] Y Ichinose, F Taguchi, R Shimizu, K Takeuchi, M Marutani, et al.: "Role of flagella and flagellin in plant-Pseudomonas syringae interactions. In Japan/Taiwan symposium on molecular plant pathology"Showado Co.Saga, Japan. 158-166 (2003)