2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis of host recognition and cellular development in the infection strategy of plant pathogenic fungi
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15H05780
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
久保 康之 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (80183797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 義孝 京都大学, 農学研究科, 教授 (80293918)
西内 巧 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 炭疽病菌 / 感染制御 / 形態形成 / 病原性 / シグナル伝達 / 転写制御 / エフェクター / 膜交通因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物病原糸状菌は植物への感染時に植物表層を認識し、表層環境に応じたダイナミックな応答を行い感染器官の形態分化を行うこと、さらに侵入後の病原菌と植物細胞とのインターフェイスを介して、エフェクター機能に基づく宿主免疫抑制および活物寄生関係の構築を一時的に行い、感染定着するなど、極めて精緻な感染戦略を有していることを明らかにしてきた。
本研究では、ウリ類炭疽病菌を研究材料として、宿主表層環境の認識と侵入器官形成の制御機構の解明を課題として、植物表層シグナルを構成するクチンモノマーに対する細胞内シグナル伝達因子として同定したNDRキナーゼ複合体MORの機能解明を進めた。
本年度の研究ではNDRキナーゼ複合体の下流で機能すると考えられる転写因子MTF４の同定に成功した。MTF４の転写はNDRキナーゼ活性依存的であり、また植物シグナルに応答して発現が制御されていた。ウリ類炭疽病菌の植物シグナル受容機構の全体像解明にあたって重要なデータを得ることができた。
一方、インターフェイスへのエフェクター分泌に関しては、t-SNARE分子であるSSO1に着目し、破壊解析をおこなった。その結果、SSO1は炭疽病菌の胞子細胞からのエフェクター分泌に関与する一方、インターフェイス領域に向けてのエフェクター分泌には必須ではないことを明らかにした。また、同定に成功した新規病原性関連エフェクターについて、インターフェイスへの局在を調査し、DN3やNIS1と異なるパターンを示すことを見出している。また、エフェクター遺伝子の転写制御については、殺傷ステージで発現するエフェクターNLP1を恒常的に炭疽病菌において発現させた場合、菌の宿主感染が阻害されることを発見し、本結果はエフェクターの発現制御の重要性を示唆した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ウリ類炭疽病菌と宿主の相互作用において、侵入前の宿主認識および形態形成制御機構に関しては、NDR(Nuclear DBf2 Related)キナーゼ複合体MORの下流因子の同定に成功し、研究計画は順調に進行していると考える。また、エフェクター分泌、その発現制御機構に関しても、研究はスムーズに進行しており、今後も引き続き進捗状況に対する検証を随時おこないながら、本研究を迅速に推進していく方針である。研究成果についても投稿論文としての発表を適切に行えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降の研究目標として、シグナル受容体の同定を含む、シグナル伝達系の上流因子の同定は標識オクタデカナールを用いて進める。一方、エフェクターNLP1を恒常的に発現させることによる感染阻害の分子的背景にまずは焦点をあて、その発現制御の生理的意義について明らかにする。また、新規病原性関連エフェクターについて、さらにそのインターフェイスへの局在および分子機能を解析する予定である。
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[Journal Article] Dysfunction of Arabidopsis MACPF domain protein activates programmed cell death via tryptophan metabolism in MAMP-triggered immunity2017
Author(s)
Fukunaga S, Sogame M, Hata M, Singkaravanit-Ogawa S, Pislewska-Bednarek M, Onozawa-Komori M, Nishiuchi T, Hiruma K, Saitoh H, Terauchi R, Kitakura S, Inoue Y, Bednarek P, Schulze-Lefert P, and Takano Y.
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Journal Title
Plant Journal
Volume: 89
Pages: 381-393
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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