担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Barley (Hordeum vulgare) mildew locus o (mlo) mutants exhibit strong resistance to penetration by the powdery mildew fungus Blumeria graminis f. sp. hordei. MLO, a seven-transmembrane protein localized at the plasma membrane is thought to be involved in intracellular calcium signaling. However, its molecular function and the mechanism by which mlo mutations confer resistance to penetration by the fungus remain poorly understood. A large number of mlo alleles with different amino acid substitutions at each intracellular loop have been found in various cultivars. However, it is difficult to analyze how each amino acid is involved in penetration resistance by comparing these cultivars because they differ substantially in their genetic background and in the presence or absence of resistance genes recognizing avirulence factors from the pathogen. In this study, we used a CRISPR/Cas9-mediated genetic modification system to generate mlo mutants in the transformable cultivar Golden Promise to enable complementation experiments with the aim of elucidating the molecular function of MLO. An mlo mutant with a thymine insertion in the second exon and penetration resistance to B. graminis f. sp. hordei was obtained. Susceptibility was restored in cells in which the MLO-mCherry gene was introduced using particle bombardment, indicating that this mlo mutant could be a useful genetic tool for complementation experiments using transgenes expressing a variety of mlo alleles.

DOI： 10.1007/s10327-023-01120-w

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

To explore a possible recessive selective marker for future DNA-free genome editing by direct delivery of a CRISPR/Cas9-single guide RNA (sgRNA) ribonucleoprotein complex, we knocked out homologs of the ArabidopsisMulti-Antibiotic Resistance 1 (MAR1)/RTS3 gene, mutations of which confer aminoglycoside resistance, in tobacco plants by an efficient Agrobacterium-mediated gene transfer. A Cas9 gene was introduced into Nicotiana tabacum and Nicotiana sylvestris together with an sgRNA gene for one of three different target sequences designed to perfectly match sequences in both S- and T-genome copies of N. tabacumMAR1 homologs (NtMAR1hs). All three sgRNAs directed the introduction of InDels into NtMAR1hs, as demonstrated by CAPS and amplicon sequencing analyses, albeit with varying efficiency. Leaves of regenerated transformant shoots were evaluated for aminoglycoside resistance on shoot-induction media containing different aminoglycoside antibiotics. All transformants tested were as sensitive to those antibiotics as non-transformed control plants, regardless of the mutation rates in NtMAR1hs. The NtMAR1hs-knockout seedlings of the T1 generation showed limited aminoglycoside resistance but failed to form shoots when cultured on shoot-induction media containing kanamycin. The results suggest that, like Arabidopsis MAR1, NtMAR1hs have a role in plants' sensitivity to aminoglycoside antibiotics, and that tobacco has some additional functional homologs.

DOI： 10.3390/ijms23042006

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担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1094/MPMI-05-21-0120-A

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者  

DOI： 10.2520/myco.72-1-7

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：MDPI AG  

Inflammation is the cause and/or result of many diseases in peripheral tissues and the central nervous system. Recent findings suggested that inflammation in peripheral tissue induces an inflammatory response in the brain that activates glial cells, which, in turn, induce neuronal cell dysfunction. Therefore, anti-inflammatory compounds are important for the suppression of chronic inflammation and prevention of disease. The present study revealed microglial activation in the hippocampus of the brain two days after the peripheral administration of lipopolysaccharide (LPS). Furthermore, the expression of the synaptic vesicle membrane protein, synaptophysin, in the CA3 stratum lucidum of the hippocampus was down-regulated 7 days after the LPS injection. The administration of tocotrienols, a type of vitamin E, significantly attenuated these changes in the hippocampus. Collectively, the present results demonstrated the spread of peripheral inflammatory responses to the brain, in which glial activation and neuronal dysfunction were induced, while tocotrienols exerted anti-inflammatory effects and protected neurons from damage.

DOI： 10.3390/neuroglia2010009

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Loss-of-function mutation of the MILDEW RESISTANCE LOCUS O (Mlo) gene confers durable and broad-spectrum resistance to powdery mildew fungi in various plants, including barley. In combination with the intracellular nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat receptor (NLR) genes, which confer the race-specific resistance, the mlo alleles have long been used in barley breeding as genetic resources that confer robust non-race-specific resistance. However, a Japanese Blumeria graminis f. sp. hordei isolate, RACE1, has been reported to have the potential to overcome partially the mlo-mediated penetration resistance, although this is yet uncertain because the putative effects of NLR genes in the tested accessions have not been ruled out. In this study, we examined the reproducibility of the earlier report and found that the infectious ability of RACE1, which partially overcomes the mlo-mediated resistance, is only exerted in the absence of NLR genes recognizing RACE1. Furthermore, using the transient-induced gene silencing technique, we demonstrated that RACE1 can partially overcome the resistance in the host cells with suppressed MLO expression but not in plants possessing the null mutant allele mlo-5.

DOI： 10.1371/journal.pone.0256574

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

© 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. Pyridine nucleotides such as a nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) are known as plant defense activators. We previously reported that nicotinamide mononucleotide (NMN) enhanced disease resistance against fungal pathogen Fusarium graminearum in barley and Arabidopsis. In this study, we reveal that the pretreatment of nicotinamide (NIM), which does not contain nucle-otides, effectively suppresses disease development of Fusarium Head Blight (FHB) in wheat plants. Correspondingly, deoxynivalenol (DON) mycotoxin accumulation was also significantly decreased by NIM pretreatment. A metabolome analysis showed that several antioxidant and antifungal compounds such as trigonelline were significantly accumulated in the NIM-pretreated spikes after in-oculation of F. graminearum. In addition, some metabolites involved in the DNA hypomethylation were accumulated in the NIM-pretreated spikes. On the other hand, fungal metabolites DON and ergosterol peroxide were significantly reduced by the NIM pretreatment. Since NIM is relative sta-ble and inexpensive compared with NMN and NAD, it may be more useful for the control of symptoms of FHB and DON accumulation in wheat and other crops.

DOI： 10.3390/ijms22062968

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担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

© 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. Nicotinamide mononucleotide (NMN), a precursor of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), induces disease resistance to the Fusarium head blight fungus Fusarium graminearum in Arabidopsis and barley, but it is unknown at which stage of the infection it acts. Since the rate of haustorial formation of an obligate biotrophic barley powdery mildew fungus Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) was significantly reduced in NMN-treated coleoptile epidermal cells, the possibility that NMN induces resistance to the biotrophic stage of F. graminearum was investigated. The results show that NMN treatment caused the wandering of hyphal growth and suppressed the formation of appressoria-like structures. Furthermore, we developed an experimental system to monitor the early stage of infection in real-time and analyzed the infection behavior. We observed that the hyphae elongated windingly by NMN treatment. These results suggest that NMN potentiates resistance to the biotrophic invasion of F. graminearum as well as Bgh.

DOI： 10.3390/ijms22052696

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記述言語：英語   出版者・発行元：国立研究開発法人 国際農林水産業研究センター  

<p><i>Rice necrosis mosaic virus</i> (RNMV) is a fungus-transmitted bymovirus that leads to losses in rice yield. This research tested ten rice cultivars (cvs) with different levels of resistance to RNMV. The lowest levels of RNMV RNA were found in two high-resistance cvs; the highest levels were found in the two low-resistance cvs. The <i>RNA-dependent RNA polymerase 6 </i>gene in rice (<i>OsRDR6</i>) was found to be the most highly expressed in two high-resistance cvs and the least expressed in two low-resistance cvs although its basal level of constitutive expression was similar among cvs. Plant growth and yields were also tested. The extent of RNMV RNA accumulation affected plant height, panicle/tiller numbers, and seed weight. The RNMV induced <i>OsRDR6 </i>expression level in the rest of cvs was more or less inversely correlated to RNMV RNA accumulation. The observed results suggest a close relationship between RNMV resistance and RNMV induced <i>OsRDR6 </i>expression level in these cvs.</p>

DOI： 10.6090/jarq.55.127

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

In the present study, we have shown the transcriptional changes in a chlorosis model transgenic tobacco plant, i-amiCHLI, in which an artificial micro RNA is expressed in a chemically inducible manner to silence the expression of CHLI genes encoding a subunit of a chlorophyll biosynthetic enzyme. Comparison to the inducer-treated and untreated control non-transformants and untreated i-amiCHLI revealed that 3568 and 3582 genes were up- and down-regulated, respectively, in the inducer-treated i-amiCHLI plants. Gene Ontology enrichment analysis of these differentially expressed genes indicated the upregulation of the genes related to innate immune responses, and cell death pathways, and the downregulation of genes for photosynthesis, plastid organization, and primary and secondary metabolic pathways in the inducer-treated i-amiCHLI plants. The cell death in the chlorotic tissues with a preceding H2O2 production was observed in the inducer-treated i-amiCHLI plants, confirming the activation of the immune response. The involvement of activated innate immune response in the chlorosis development was supported by the comparative expression analysis between the two transgenic chlorosis model systems, i-amiCHLI and i-hpHSP90C, in which nuclear genes encoding different chloroplast proteins were similarly silenced.

DOI： 10.3390/ijms21197044

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

To further develop barley breeding and genetics, more information on gene functions based on the analysis of the mutants of each gene is needed. However, the mutant resources are not as well developed as the model plants, such as Arabidopsis and rice. Although genome editing techniques have been able to generate mutants, it is not yet an effective method as it can only be used to transform a limited number of cultivars. Here, we developed a mutant population using 'Mannenboshi', which produces good quality grains with high yields but is susceptible to disease, to establish a Targeting Induced Local Lesions IN Genomes (TILLING) system that can isolate mutants in a high-throughput manner. To evaluate the availability of the prepared 8043 M3 lines, we investigated the frequency of mutant occurrence using a rapid, visually detectable waxy phenotype as an indicator. Four mutants were isolated and single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified in the Waxy gene as novel alleles. It was confirmed that the mutations could be easily detected using the mismatch endonuclease CELI, revealing that a sufficient number of mutants could be rapidly isolated from our TILLING population.

DOI： 10.3390/plants9091153

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

RNA-seq analysis of a transgenic tobacco plant, i-hpHSP90C, in which chloroplast HSP90C genes can be silenced in an artificially inducible manner resulting in the development of chlorosis, revealed the up- and downregulation of 2746 and 3490 genes, respectively. Gene ontology analysis of these differentially expressed genes indicated the upregulation of ROS-responsive genes; the activation of the innate immunity and cell death pathways; and the downregulation of genes involved in photosynthesis, plastid organization, and cell cycle. Cell death was confirmed by trypan blue staining and electrolyte leakage assay, and the H2O2 production was confirmed by diaminobenzidine staining. The results collectively suggest that the reduced levels of HSP90C chaperone lead the plant to develop chlorosis primarily through the global downregulation of chloroplast- and photosynthesis-related genes and additionally through the light-dependent production of ROS, followed by the activation of immune responses, including cell death.

DOI： 10.3390/ijms21124202

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

High humidity decreases the penetration rate of barley powdery mildew Blumeria graminis f. sp. hordei. However, the mechanism is not well understood. In this study, the morphological and cytochemical analyses revealed that substances containing proteins leaked from the tip of the appressorial germ tube of conidia without the formation of appressorium under a high humidity condition. In addition, exposure to high humidity prior to the formation of appressorium caused the aberrant formation of the appressorial germ tube without appressorium formation, resulting in failure to penetrate the host cell. These findings suggest that the formation and maturation of the appressorium requires a low humidity condition, and will be clues to improve the disease management by humidity control.

DOI： 10.3390/pathogens9010045

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

© 2020 The American Phytopathological Society Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV), a member of the genus Tobamovirus, is a major threat to economically important cucurbit crops worldwide. An attenuated strain (SH33b) derived from a severe strain (SH) of CGMMV caused a reduction in the viral RNA accumulation and the attenuation of symptoms, and it has been successfully used to protect muskmelon plants against severe strains in Japan. In this study, we compared GFP-induced silencing suppression by the 129K protein and the methyltransferase domain plus intervening region (MTIR) of the 129K protein between the SH and SH33b strains, respectively. As a result, silencing suppression activity (SSA) in the GFP-silenced plants was inhibited efficiently by the MTIR and 129K protein of SH strain, and it coincided with drastically reduced accumulation of GFP-specific small interfering RNAs (siRNAs) but not by that of SH33b strain. Furthermore, analyses of siRNA binding capability (SBC) by the MTIR of 129K protein and 129K protein using electrophoretic mobility shift assay revealed that SBC was found with the MTIR and 129K protein of SH but not with that of SH33b, suggesting that a single amino acid mutation (E to G) in the MTIR is responsible for impaired SSA and SBC of SH33b. These data suggest that a single amino acid substitution in the intervening region of 129K protein of CGMMV resulted in attenuated symptoms by affecting RNA silencing suppression.

DOI： 10.1094/PHYTO-12-18-0478-FI

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   出版者・発行元：Mycological Society of Japan ; 1994-  

DOI： 10.1016/j.myc.2019.06.006

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer-Verlag Wien  

The TOM1/TOM3 genes from Arabidopsis are involved in the replication of tobamoviruses. Tomato homologs of these genes, LeTH1, LeTH2 and LeTH3, are known. In this study, we examined transgenic tomato lines where inverted repeats of either LeTH1, LeTH2 or LeTH3 were introduced by Agrobacterium. Endogenous mRNA expression for each gene was detected in non-transgenic control plants, whereas a very low level of each of the three genes was found in the corresponding line. Small interfering RNA was detected in the transgenic lines. Each silenced line showed similar levels of tobamovirus resistance, indicating that each gene is similarly involved in virus replication.

DOI： 10.1007/s00705-018-3747-4

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

Although the use of stable transformants is indispensable to elucidate mechanisms underlying molecular plant-pathogen interactions, this approach remains difficult to apply to crops. Alternatively, biolistic transformation has often been used as a transient expression method in various plants. In this study, we developed a method for in situ biolistic transformation without separating leaves from barley seedlings by using a hand-held particle bombardment system because unwounded leaves are preferable for analyzing interactions between barley and Blumeria graminis f. sp. hordei which requires healthy living cells. As a result, we found that the infection rate in intact leaves was higher than in separated leaves and that the transformation efficiencies in leaves were higher when plants were grown in vermiculite rather than in culture soil. Furthermore, we determined the appropriate inoculation time after bombardment to analyze the incompatible interaction and successfully monitored the gradual occurrence of cell death over time. Our system was suitable for relatively long-term follow-up analysis of the fate of each single cell during plant-pathogen interactions.

DOI： 10.1007/s10327-017-0712-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer India  

Recent studies with Y satellite RNA (Y-sat) of cucumber mosaic virus have demonstrated that Y-sat modifies the disease symptoms in specific host plants through the silencing of the magnesium protoporphyrin chelatase I subunit (CHLI), which is directed by the Y-sat derived siRNA. Along with the development of peculiar yellow phenotypes, a drastic decrease in CHLI-transcripts and a higher accumulation of Y-sat derived siRNA were observed. To investigate the molecular mechanisms underlying the Y-sat—induced chlorosis, especially whether or not the reduced expression of CHLI causes the chlorosis simply through the reduced production of chlorophyll or it triggers some other mechanisms leading to the chlorosis, we have established a new experimental system with an inducible silencing mechanism. This system involves the expression of artificial microRNAs targeting of Nicotiana tabacum CHLI gene under the control of chemically inducible promoter. The CHLI mRNA levels and total chlorophyll content decreased significantly in 2 days, enabling us to analyze early events in induced chlorosis and temporary changes therein. This study revealed that the silencing of CHLI did not only result in the decreased chlorophyll content but also lead to the downregulation of chloroplast and photosynthesis-related genes expression and the upregulation of defense-related genes. Based on these results, we propose that the reduced expression of CHLI could activate unidentified signaling pathways that lead plants to chlorosis.

DOI： 10.1007/s13337-017-0360-1

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer India  

Chlorosis is one of the most common symptoms of plant diseases, including those caused by viruses and viroids. Recently, a study has shown that Peach latent mosaic viroid (PLMVd) exploits host RNA silencing machinery to modulate the virus disease symptoms through the silencing of chloroplast-targeted heat shock protein 90 (Hsp90C). To understand the molecular mechanisms of chlorosis in this viroid disease, we established an experimental system suitable for studying the mechanism underlying the chlorosis induced by the RNA silencing of Hsp90C in transgenic tobacco. Hairpin RNA of the Hsp90C-specific region was expressed under the control of a dexamethasone-inducible promoter, resulted in the silencing of Hsp90C gene in 2 days and the chlorosis along with growth suppression phenotypes. Time course study suggests that a sign of chlorosis can be monitored as early as 2 days, suggesting that this experimental model is suitable for studying the molecular events taken place before and after the onset of chlorosis. During the early phase of chlorosis development, the chloroplast- and photosynthesis-related genes were downregulated. It should be noted that some pathogenesis related genes were upregulated during the early phase of chlorosis in spite of the absence of any pathogen-derived molecules in this system.

DOI： 10.1007/s13337-017-0361-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER  

The complete nucleotide sequences of Beet pseudoyellows virus (BPYV)-MI (cucumber isolate; Matsuyama, Idai) genomic RNAs 1 and 2 were determined and compared with the previously sequenced Japanese cucumber strain (BPYV-JC) and a strawberry strain (BPYV-S). The RNA 2 of BPYV-MI showed 99 % nucleotide sequence identity with both BPYV-JC and -S having highly conserved eight ORFs. In contrast, the RNA1 of BPYV-MI showed sequence identities of 98 and 86 % with BPYV-JC and -S, respectively. Phylogenetic analysis of RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) coding sequences from three fully sequenced BPYV strains and five partially sequenced cucurbit-infecting BPYV strains from Japan and South Africa has shown that cucurbit-infecting strains are closer to each other than to BPYV-S. In addition, the strawberry strain BPYV-S has an ORF2 in the downstream of RdRp gene in RNA1, but all the cucumber strains, BPYV-JC, -MI, and those from South Africa, lacked the ORF2 of RNA1, highlighting the difference between common BPYV cucumber strains and a unique strawberry strain.

DOI： 10.1007/s11262-016-1376-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：NATL ACAD SCIENCES  

Disease-resistance genes encoding intracellular nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat proteins (NLRs) are key components of the plant innate immune system and typically detect the presence of isolate-specific avirulence (AVR) effectors from pathogens. NLR genes define the fastest-evolving gene family of flowering plants and are often arranged in gene clusters containing multiple paralogs, contributing to copy number and allele-specific NLR variation within a host species. Barley mildew resistance locus a (Mla) has been subject to extensive functional diversification, resulting in allelic resistance specificities each recognizing a cognate, but largely unidentified, AVR(a) gene of the powdery mildew fungus, Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh). We applied a transcriptome-wide association study among 17 Bgh isolates containing different AVR(a) genes and identified AVR(a1) and AVR(a13), encoding candidate-secreted effectors recognized by Mla1 and Mla13 alleles, respectively. Transient expression of the effector genes in barley leaves or protoplasts was sufficient to trigger Mla1 or Mla13 allele-specific cell death, a hallmark of NLR receptor-mediated immunity. AVR(a1) and AVR(a13) are phylogenetically unrelated, demonstrating that certain allelic MLA receptors evolved to recognize sequence-unrelated effectors. They are ancient effectors because corresponding loci are present in wheat powdery mildew. AVRA1 recognition by barley MLA1 is retained in transgenic Arabidopsis, indicating that AVR(A1) directly binds MLA1 or that its recognition involves an evolutionarily conserved host target of AVR(A1). Furthermore, analysis of transcriptome-wide sequence variation among the Bgh isolates provides evidence for Bgh population structure that is partially linked to geographic isolation.

DOI： 10.1073/pnas.1612947113

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

Here we report a novel method to extract nucleic acids for virus detection. Plant tissue in a filter paper sandwich was hit with a hammer, and the crude sap was adsorbed by the filter paper, as in hammer blotting for tissue-print immunodetection of plant viruses. Nucleic acids were extracted from the paper with a guanidine-containing buffer and purified through standard extraction and precipitation. Both viral and cellular RNAs in the extracted RNA were detectable by RT-PCR. The blots can be stored at 4 A degrees C for more than a few days to detect viral RNA, but not cellular RNA.

DOI： 10.1007/s10327-016-0673-8

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER INDIA  

We examined the transmission of RNA silencing signal in non-transgenic tomato and tobacco scions grafted onto the tobacco Sd1 rootstocks, which is silenced in both NtTOM1 and NtTOM3 required for tobamovirus multiplication. When the non-transgenic tomato scions were grafted onto the Sd1 rootstocks, RT-PCR analysis of the scions showed the reduced level of mRNA compared with that before grafting in both LeTH3 and LeTH1, tomato homologs of NtTOM1 and NtTOM3, respectively. siRNAs from both genes were detected in the scions after grafting but not before grafting. Further tomato scions were inoculated with Tomato mosaic virus (ToMV) and used for virus infection. They showed very low level of virus accumulation. Necrotic responding tobacco to tobamovirus was grafted onto the rootstock of Sdl. RT-PCR analysis showed low level expression of both NtTOM1 and NtTOM3 in the scions but siRNA was detected after grafting. When the leaves of scions were inoculated with ToMV or Tobacco mosaic virus, they produced very few local necrotic lesions (LNLs) while the control scions did many LNLs. These results suggest that RNA silencing was transmitted to non-transgenic tomato and tobacco scions after grafting onto the Sd1 rootstocks and that virus resistance was induced in the scions.

DOI： 10.1007/s13562-015-0334-6

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：WILEY-BLACKWELL  

We investigated graft transmission of high-temperature tolerance in tomato scions to nontransgenic scions from transgenic rootstocks, where the fatty acid desaturase gene (LeFAD7) was RNA-silenced. Tomato was transformed with a plasmid carrying an inverted repeat of LeFAD7 by Agrobacterium. Several transgenic lines showed the lower amounts of LeFAD7 RNA and unsaturated fatty acids, while nontransgenic control did not, and siRNA was detected in the transgenic lines, but not in control. These lines grew under conditions of high temperature, while nontransgenic control did not. Further, the nontransgenic plants were grafted onto the silenced transgenic plants. The scions showed less of the target gene RNA, and siRNA was detected. Under high-temperature conditions, these grafted plants grew, while control grafted plants did not. Thus, it was shown that high-temperature tolerance was conferred in the nontransgenic scions after grafting onto the silenced rootstocks.

DOI： 10.1111/pbi.12429

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

The complete nucleotide sequence of Rice necrosis mosaic virus (RNMV) RNA1 was determined to be 7178 nt long with one large open reading frame, potentially encoding a polyprotein of 258 kDa with the features of a typical bymovirus. The nucleotide sequence showed 56 % identity with that of Barley mild mosaic virus (BaMMV) and 46 % with those of Oat mosaic virus, Barley yellow mosaic virus and Wheat yellow mosaic virus. RNA2 was 3579 nt long, encoding a 110-kDa polyprotein, and showed 42 and 35/26 % identity with BaMMV and others, respectively. Phylogenetic analysis showed that bymoviruses were classified into two subgroups.

DOI： 10.1007/s10327-015-0618-7

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

RNA-dependent RNA polymerases (RDRs) play key roles in gene silencing. The rice RDR6 gene was analyzed in response to viral, bacterial and fungal pathogens, after inoculation of a rice mutant line of OsRDR6, shl2-rol, with Cucumber mosaic virus, Rice necrosis mosaic virus, Xanthomonas oryzae pv. oryzae or Magnaporthe oryzae. Compared with the wild type, the mutant line accumulated more viral RNA after inoculation with the viruses and developed more severe symptoms after inoculation with the bacterium or fungus. Thus, the OsRDR6-mediated RNA silencing pathway seems to participate in defense against not only viruses, but also bacterial and fungal pathogens.

DOI： 10.1007/s10327-015-0630-y

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER SOC PLANT BIOLOGISTS  

Pathogen attack sequentially confers pattern-triggered immunity (PTI) and effector-triggered immunity (ETI) after sensing of pathogen patterns and effectors by plant immune receptors, respectively. Reactive oxygen species (ROS) play pivotal roles in PTI and ETI as signaling molecules. Nicotiana benthamiana RBOHB, an NADPH oxidase, is responsible for both the transient PTI ROS burst and the robust ETI ROS burst. Here, we show that RBOHB transactivation mediated by MAPK contributes to R3a/AVR3a-triggered ETI (AVR3a-ETI) ROS burst. RBOHB is markedly induced during the ETI and INF1-triggered PTI (INF1-PTI), but not flg22-tiggered PTI (flg22-PTI). We found that the RBOHB promoter contains a functional W-box in the R3a/AVR3a and INF1 signal-responsive cis-element. Ectopic expression of four phospho-mimicking mutants of WRKY transcription factors, which are MAPK substrates, induced RBOHB, and yeast one-hybrid analysis indicated that these mutants bind to the cis-element. Chromatin immunoprecipitation assays indicated direct binding of the WRKY to the cis-element in plants. Silencing of multiple WRKY genes compromised the upregulation of RBOHB, resulting in impairment of AVR3a-ETI and INF1-PTI ROS bursts, but not the flg22-PTI ROS burst. These results suggest that the MAPK-WRKY pathway is required for AVR3a-ETI and INF1-PTI ROS bursts by activation of RBOHB.

DOI： 10.1105/tpc.15.00213

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

To study the precise mechanisms underlying the chlorosis caused by plant viruses, we previously established a synchronous experimental system using transgenic plants expressing Cauliflower mosaic virus multifunctional protein, Tav (transactivator/viroplasmin), under the control of an artificially inducible promoter. Shortly after the induction of Tav expression, pathogenesis-related protein (PR) 1a gene expression is upregulated in the transgenic tobacco lines, which show visible chlorosis within a week. The present study showed that the expression of Tav also induces some salicylic acid (SA)- and ethylene-responsive PR genes. In contrast to transiently expressed Tav, which suppressed Agrobacterium-induced and SA-induced PR1a expression, the artificial induction of Tav from the transgene did not affect SA-induced PR1a expression, rather it alone induced PR1a expression. In a deletion analysis, chlorosis and PR1a induction function in transgenic tobacco were mapped to a region in Tav that had been shown to have a role in pathogenesis in a susceptible host, elicitation of the hypersensitive response in a resistant host, suppression of RNA silencing, and the suppression of Tomato bushy stunt virus P19-mediated cell death in tobacco. The results suggest that Tav-induced chlorosis results from a host response, which accompanies PR1a induction, to pathogenic function of Tav.

DOI： 10.1007/s10327-015-0600-4

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：WILEY  

Heme activator protein (HAP), also known as nuclear factor Y or CCAAT binding factor (HAP/NF-Y/CBF), has important functions in regulating plant growth, development and stress responses. The expression of rice HAP gene (OsHAP2E) was induced by probenazole (PBZ), a chemical inducer of disease resistance. To characterize the gene, the chimeric gene (OsHAP2E::GUS) engineered to carry the structural gene encoding -glucuronidase (GUS) driven by the promoter from OsHAP2E was introduced into rice. The transgenic lines of OsHAP2Ein::GUS with the intron showed high GUS activity in the wounds and surrounding tissues. When treated by salicylic acid (SA), isonicotinic acid (INA), abscisic acid (ABA) and hydrogen peroxide (H2O2), the lines showed GUS activity exclusively in vascular tissues and mesophyll cells. This activity was enhanced after inoculation with Magnaporthe oryzae or Xanthomonas oryzae pv. oryzae. The OsHAP2E expression level was also induced after inoculation of rice with M. oryzae and X. oryzae pv. oryzae and after treatment with SA, INA, ABA and H2O2, respectively. We further produced transgenic rice overexpressing OsHAP2E. These lines conferred resistance to M. oryzae or X. oryzae pv. oryzae and to salinity and drought. Furthermore, they showed a higher photosynthetic rate and an increased number of tillers. Microarray analysis showed up-regulation of defence-related genes. These results suggest that this gene could contribute to conferring biotic and abiotic resistances and increasing photosynthesis and tiller numbers.

DOI： 10.1111/pbi.12239

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SPRINGER JAPAN KK  

HAP (CBF/NF-Y) transcription factors have important functions in regulating plant growth, development, and stress responses. In this study, we examined whether the endogenous gene OsHAP2E and the GUS transgene driven by the promoter of OsHAP2E respond to virus infection. RT-PCR analyses showed OsHAP2E expression was induced after inoculation with Cucumber mosaic virus (CMV) or Rice necrosis mosaic virus (RNMV). After inoculating OsHAP2E::GUS-transgenic plants with either virus, the levels of GUS expression increased significantly. The expression levels of GUS or OsHAP2E reached a plateau 5 days after inoculation of rice with CMV, which paralleled the accumulation of CMV RNA level. Furthermore, transgenically over-expressed lines of OsHAP2E (OsHAP2E-OX) had lower levels of CMV and RNMV RNAs than in in nontransgenic control plants. The OsHAP2E-OX lines developed no significant symptoms from RNMV while control plants had yellowing and stunting. These results suggested that OsHAP2E is induced by virus infection and contributes to resistance against viral pathogens.

DOI： 10.1007/s10327-014-0564-9

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACADEMIC PRESS LTD- ELSEVIER SCIENCE LTD  

The underlying molecular mechanism of chlorosis, a typical symptom of plant viral diseases, remains poorly understood. To establish an experimental system to determine the molecular changes during chlorosis, especially in the early phase, we generated transgenic tobacco plants expressing Cauliflower mosaic virus Transactivator/viroplasmin (Tav) under the control of a chemically inducible promoter. Induction of Tav resulted in visible chlorosis in ten days, a statistically significant decrease in chlorophyll content in two days, decreased expression of chloroplast protein genes, and abnormal thylakoid stacks, indicating that this system reproduces the common features of chlorosis in virus-infected plants. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.pmpp.2014.08.005

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：NATURE PUBLISHING GROUP  

Plants control CO2 uptake and water loss by modulating the aperture of stomata located in the epidermis. Stomatal opening is initiated by the activation of H+-ATPases in the guard-cell plasma membrane. In contrast to regulation of H+-ATPase activity, little is known about the translocation of the guard cell H+-ATPase to the plasma membrane. Here we describe the isolation of an Arabidopsis gene, PATROL1, that controls the translocation of a major H+-ATPase, AHA1, to the plasma membrane. PATROL1 encodes a protein with a MUN domain, known to mediate synaptic priming in neuronal exocytosis in animals. Environmental stimuli change the localization of plasma membrane-associated PATROL1 to an intracellular compartment. Plasma membrane localization of AHA1 and stomatal opening require the association of PATROL1 with AHA1. Increased stomatal opening responses in plants overexpressing PATROL1 enhance the CO2 assimilation rate, promoting plant growth.

DOI： 10.1038/ncomms3215

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

The translocation of effector proteins into the host plant cells is essential for pathogens to suppress plant immune responses. The oomycete pathogen Phytophthora infestans secretes AVR3a, a crucial virulence effector protein with an N-terminal RXLR motif that is required for this translocation. It has been reported that the RXLR motif of P. sojae Avr1b, which is a close homolog of AVR3a, is required for binding to phosphatidylinositol monophosphates (PIPs). However, in our previous report, AVR3a as well as Avr1b bind to PIPs not via RXLR but via lysine residues forming a positively-charged area in the effector domain. In this report, we examined whether other RXLR effectors whose structures have been determined bind to PIPs. Both P. capsici AVR3a11 and Hyaloperonospora arabidopsidis ATR 1 have an RXLR motif in their N-terminal regions but did not bind to any PIPs. These results suggest that the RXLR motif is not sufficient for PIP binding. © 2013 Landes Bioscience.

DOI： 10.4161/psb.23865

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本生化学会  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：NATL ACAD SCIENCES  

The phytohormone auxin plays critical roles in the regulation of plant growth and development. Indole-3-acetic acid (IAA) has been recognized as the major auxin for more than 70 y. Although several pathways have been proposed, how auxin is synthesized in plants is still unclear. Previous genetic and enzymatic studies demonstrated that both TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE OF ARABIDOPSIS (TAA) and YUCCA (YUC) flavin monooxygenase-like proteins are required for biosynthesis of IAA during plant development, but these enzymes were placed in two independent pathways. In this article, we demonstrate that the TAA family produces indole-3-pyruvic acid (IPA) and the YUC family functions in the conversion of IPA to IAA in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) by a quantification method of IPA using liquid chromatography-electrospray ionization-tandem MS. We further show that YUC protein expressed in Escherichia coli directly converts IPA to IAA. Indole-3-acetaldehyde is probably not a precursor of IAA in the IPA pathway. Our results indicate that YUC proteins catalyze a rate-limiting step of the IPA pathway, which is the main IAA biosynthesis pathway in Arabidopsis.

DOI： 10.1073/pnas.1108434108

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：NATL ACAD SCIENCES  

The oomycete pathogen Phytophthora infestans causes potato late blight, one of the most economically damaging plant diseases worldwide. P. infestans produces AVR3a, an essential modular virulence effector with an N-terminal RXLR domain that is required for host-cell entry. In host cells, AVR3a stabilizes and inhibits the function of the E3 ubiquitin ligase CMPG1, a key factor in host immune responses including cell death triggered by the pathogen-derived elicitor protein INF1 elicitin. To elucidate the molecular basis of AVR3a effector function, we determined the structure of Phytophthora capsici AVR3a4, a close homolog of P. infestans AVR3a. Our structural and functional analyses reveal that the effector domain of AVR3a contains a conserved, positively charged patch and that this region, rather than the RXLR domain, is required for binding to phosphatidylinositol monophosphates (PIPs) in vitro. Mutations affecting PIP binding do not abolish AVR3a recognition by the resistance protein R3a but reduce its ability to suppress INF1-triggered cell death in planta. Similarly, stabilization of CMPG1 in planta is diminished by these mutations. The steady-state levels of non-PIP-binding mutant proteins in planta are reduced greatly, although these proteins are stable in vitro. Furthermore, overexpression of a phosphatidylinositol phosphate 5-kinase results in reduction of AVR3a levels in planta. Our results suggest that the PIP-binding ability of the AVR3a effector domain is essential for its accumulation inside host cells to suppress CMPG1dependent immunity.

DOI： 10.1073/pnas.1106002108

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

Linolenic acid (18:3) and its derivative jasmonic acid (]A) are important molecules in disease resistance in many dicotyledonous plants. We have previously used 18:3- and JA-deficient rice (F78Ri) to investigate the roles of fatty acids and their derivatives in resistance to the blast fungus Magnaporthe grisea JA. Yara, T. Yaeno, J.-L. Montillet, M. Hasegawa, S. Seo, K. Kusumi, K. Iba, Enhancement of disease resistance to Magnaporthe grisea in rice by accumulation of hydroxy linoleic acid, Biochem. Biophys. Res. Commun. 370 (2008) 344-347; A. Yara, T. Yaeno, M. Hasegawa, H. Seto, J.-L. Montillet, K. Kusumi, S. Seo, K. Iba, Disease resistance against Magnaporthe grisea is enhanced in transgenic rice With Suppression of omega-3 fatty acid desaturases, Plant Cell Physiol. 48 (2007) 1263-1274]. However, because F78Ri plants are suppressed in the first step of the JA biosynthetic pathway, we could not confirm the specific contribution of JA to disease resistance. In this paper, we generated two JA-deficient rice lines (AOCRi and OPRRi) with suppressed expression of the genes encoding allene oxide cyclase (AOC) and 12-oxo-phytodienoic acid reductase (OPR), which catalyze late steps in the JA biosynthetic pathway. The levels of disease resistance in the AOCRi and OPRRi lines were equal to that in wild-type plants. Our data suggest that resistance to M. grisea is not dependent on JA synthesis. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.bbrc.2008.08.157

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER SOC PLANT BIOLOGISTS  

Salicylic acid (SA) is a primary factor responsible for exerting diverse immune responses in plants and is synthesized in response to attack by a wide range of pathogens. The Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) sid2 mutant is defective in a SA biosynthetic pathway involving ISOCHORISMATE SYNTHASE1 (ICS1) and consequently contains reduced levels of SA. However, the sid2 mutant as well as ICS-suppressed tobacco (Nicotiana benthamiana) still accumulate a small but significant level of SA. These observations along with previous studies suggest that SA might also be synthesized by another pathway involving benzoic acid (BA). Here we isolated a benzoic acid hypersensitive1-Dominant (bah1-D) mutant that excessively accumulated SA after application of BA from activation-tagged lines. This mutant also accumulated higher levels of SA after inoculation with Pseudomonas syringae pv tomato DC3000. Analysis of the bah1-D sid2 double mutant suggested that the bah1-D mutation caused both ICS1-dependent and-independent accumulation. In addition, the bah1-D mutant showed SA-dependent localized cell death in response to P. syringae pv tomato DC3000. The T-DNA insertional mutation that caused the bah1-D phenotypes resulted in the suppression of expression of the NLA gene, which encodes a RING-type ubiquitin E3 ligase. These results suggest that BAH1/NLA plays crucial roles in the ubiquitination-mediated regulation of immune responses, including BA-and pathogen-induced SA accumulation, and control of cell death.

DOI： 10.1104/pp.108.124529

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

Linoleic acid (18:2) and linolenic acid (18:3) are sources for various oxidized metabolites called oxylipins, some of which inhibit growth of fungal pathogens. In a previous study, we found disease resistance to rice blast fungus Magnaporthe grisea enhanced in 18:2-accumulating transgenic rice (F78Ri) in which the conversion from 18:2 to 18:3 was suppressed. Here, we demonstrate that 18:2-derived hydroperoxides and hydroxides (HPODEs and HODEs, respectively) inhibit growth of M. grisea more strongly than their 18:3-derived counterparts. Furthermore, in F78Ri plants, the endogenous levels of HPODEs and HODEs increased significantly, compared with wild-type plants. These results suggest that the increased accumulation of antifungal oxylipins, such as HPODEs and HODEs, causes the enhancement of disease resistance against M. grisea. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.bbrc.2008.03.083

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER SOC PLANT BIOLOGISTS  

Reactive oxygen species (ROS) produced by NADPH oxidase play critical roles in various cellular activities, including plant innate immunity response. In contrast with the large multiprotein NADPH oxidase complex of phagocytes, in plants, only the homologs of the catalytic subunit gp91(phox) and the cytosolic regulator small GTPase Rac are found. Plant homologs of the gp91phox subunit are known as Rboh (for respiratory burst oxidase homolog). Although numerous Rboh have been isolated in plants, the regulation of enzymatic activity remains unknown. All rboh genes identified to date possess a conserved N-terminal extension that contains two Ca2+ binding EF-hand motifs. Previously, we ascertained that a small GTPase Rac (Os Rac1) enhanced pathogen-associated molecular pattern-induced ROS production and resistance to pathogens in rice (Oryza sativa). In this study, using yeast two-hybrid assay, we found that interaction between Rac GTPases and the N-terminal extension is ubiquitous and that a substantial part of the N-terminal region of Rboh, including the two EF-hand motifs, is required for the interaction. The direct Rac-Rboh interaction was supported by further studies using in vitro pull-down assay, a nuclear magnetic resonance titration experiment, and in vivo fluorescence resonance energy transfer (FRET) microscopy. The FRET analysis also suggests that cytosolic Ca2+ concentration may regulate Rac-Rboh interaction in a dynamic manner. Furthermore, transient coexpression of Os Rac1 and rbohB enhanced ROS production in Nicotiana benthamiana, suggesting that direct Rac-Rboh interaction may activate NADPH oxidase activity in plants. Taken together, the results suggest that cytosolic Ca2+ concentration may modulate NADPH oxidase activity by regulating the interaction between Rac GTPase and Rboh.

DOI： 10.1105/tpc.107.055624

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記述言語：英語   出版者・発行元：Japanese Society of Plant Physiologists  

DOI： 10.1093/pcp/pcm107

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：SPRINGER  

DOI： 10.1007/978-1-4020-6635-1_32

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：BLACKWELL PUBLISHING  

Salicylic acid (SA) is known to be an essential component responsible for disease resistance in dicotyledonous plants. In rice, however, tissue contains extremely high endogenous levels of SA that do not increase after pathogen infection, suggesting that the SA has other major functions in healthy leaves. Although involvement of SA in oxidative-stress response is known in some dicotyledonous plants, antioxidative role of SA in rice is obscure. In this study, we examined the involvement of SA in the protection against oxidative stress in rice, using transgenic plants expressing the bacterial nahG gene that encodes salicylate hydroxylase, an SA-degrading enzyme. In SA-deficient NahG rice, the glutathione pool size was constitutively diminished as compared with control plants. NahG seedlings showed a delayed development phenotype, an increased susceptibility to oxidative stress and they developed light-induced lesions in their leaves without pathogen infection. Conversely, treatment with an activator of the SA-mediated defense-signaling pathway, probenazole, increased the glutathione pool size and suppressed lesion formation. These results suggest that in rice, SA has an important role in the response to highlight-induced oxidative stress, through its regulatory effects on glutathione homeostasis.

DOI： 10.1111/j.1399-3054.2006.00786.x

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記述言語：英語   出版者・発行元：Japanese Society of Plant Physiologists  

DOI： 10.1093/pcp/pcj074

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   出版者・発行元：Japanese Society of Plant Physiologists  

DOI： 10.1093/pcp/pci253

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：BLACKWELL PUBLISHING LTD  

Trienoic fatty acids (TAs) are the major polyunsaturated fatty acid species in the membrane lipids in plant cells. TAs are crucial for the adaptation to abiotic stresses, especially low- or high-temperature stress. We show that TAs in chloroplast membrane lipids are involved in defense responses against avirulent bacterial pathogens. Avirulent pathogen invasion of plants induces a transient production of reactive oxygen intermediates (ROI), programmed cell death and subsequent disease resistance. The Arabidopsis fad7fad8 mutation, which prevents the synthesis of TAs in chloroplast lipids, caused the reduction in ROI accumulation in leaves inoculated with Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (avrRpm1). Linolenic acid, the most abundant TA, activated the NADPH oxidase that is responsible for ROI generation. TAs were transferred from chloroplast lipids to extrachloroplast lipids coincident with ROI accumulation after inoculation with Pst DC3000 (avrRpm1). Furthermore, the fad7fad8 mutant exhibited reduced cell death and was compromised in its resistance to several avirulent P. syringae strains. These results suggest that TAs derived from chloroplast lipids play an important role in the regulation of plant defense responses.

DOI： 10.1111/j.1365-313X.2004.02260.x

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記述言語：日本語   出版者・発行元：不二たん白質研究振興財団  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：エリザベス・アーノルド富士財団  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本作物学会  

DOI： 10.14829/jcsproc.243.0_235

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記述言語：日本語   出版者・発行元：愛媛大学農学部  

オオムギうどんこ病菌は，病原性因子であるエフェクターを分泌して宿主の防御反応を抑制し，感染する。本研究では，新規分離株であるOU14株の形態および病原性の解析を行った。その結果，形態形成については既存のRace I株と比べて違いは見られなかった。しかしながら，OU14株はRace I株とは異なるエフェクター遺伝子を持つことが明らかとなった。

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その他リンク： https://opac1.lib.ehime-u.ac.jp/iyokan/TD00003399

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担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：学研メディカル秀潤社  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

病原菌は病原性タンパク質であるエフェクターを植物の細胞内に多数送り込み、PAMP (pathogen-associated molecular pattern)の認識シグナルにより誘導される防御反応を撹乱し抑制する。それに対して植物は抵抗性タンパク質（Rタンパク質）によってエフェクターを認識し、より強い防御反応を誘導する。ジャガイモ疫病菌(<i>Phytophthora infestans</i>)のエフェクターAVR3aは植物細胞内へ入り、PAMPであるINF1の認識シグナルを抑制するが、そのメカニズムはよくわかっていない。アミノ酸配列からはその機能を推測することができないため、タンパク質の立体構造解析を行った。その結果、AVR3aは4つのαヘリックスが束になった構造を持つことが明らかとなった。表面電荷分布を基に解析したところ、正電荷のアミノ酸が集中する特徴的な領域が膜脂質であるホスファチジルイノシトールリン酸の結合に重要であることがわかった。この領域に変異を持つAVR3aは、Rタンパク質であるR3aによって認識されるが、INF1の認識シグナルを抑制することができなかった。このことから、ホスファチジルイノシトールリン酸の結合がAVR3aの病原性の機能に重要な役割を持つことが示唆された。本発表では、AVR3aの立体構造から見えてきた脂質結合領域と病原性の機能との関係について議論する。

DOI： 10.14841/jspp.2011.0.0294.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

病原菌はエフェクタータンパク質を植物の細胞内に多数注入し、抵抗性反応を撹乱し抑制する。それに対して、ある植物はエフェクターを認識し、より強い抵抗性反応を誘導し防御する。このような植物-病原菌相互作用に関与する遺伝子は数多く単離されているが、エフェクターとそれを認識する抵抗性タンパク質（Rタンパク質）の作用機作およびそのシグナル伝達様式はあまりわかっていない。特にエフェクターについてはアミノ酸配列からその機能を推測できないことが多く、抵抗性反応を抑制するメカニズムを解析することは困難である。そこで、エフェクターとRタンパク質の作用機作およびエフェクターの抵抗性抑制メカニズムを分子レベルで明らかにすることを目的として、タンパク質の立体構造解析を行った。立体構造解析にはタンパク質の可溶性が不可欠であるため、可溶化条件の改善が可能な無細胞タンパク質発現系をベースにしたハイスループット発現系を用いて、約260種類のエフェクターおよび抵抗性関連タンパク質をスクリーニングした。その結果、約90種のタンパク質が可溶性として得られた。さらに我々は、ジャガイモ疫病菌由来のエフェクターの立体構造解析に成功した。本発表では、このエフェクターの立体構造とそこから見えてきた機能について報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2010.0.0081.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

病原菌はエフェクターと呼ばれるタンパク質を植物細胞内に多数送り込み、植物の抵抗性反応を撹乱または抑制する。それに対して植物はエフェクターを認識し、より強い抵抗性反応を誘導し防御する。このような植物-病原菌相互作用に関与する遺伝子は数多く単離されているが、エフェクタータンパク質とそれを認識する抵抗性タンパク質の作用機作およびそのシグナル伝達様式はあまりわかっていない。特にエフェクタータンパク質については、既知タンパク質のアミノ酸配列と相同性が極めて低いため、その機能を推測することは困難である。そこで我々は、エフェクタータンパク質と抵抗性タンパク質の作用機作を分子レベルで明らかにすることを目的としてタンパク質の立体構造解析を行っている。タンパク質の発現量や可溶性が立体構造解析の成功率を大きく左右する。そのため、発現量が多く望め、可溶化条件の改善が可能な無細胞タンパク質発現系をベースにしたハイスループット発現系を用いて、約200種類のエフェクターおよび抵抗性関連タンパク質をスクリーニングし、構造解析を進めている。本発表では、ハイスループット無細胞タンパク質発現スクリーニング系の紹介とその結果を報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2009.0.0969.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物の生体膜脂質のリノレン酸（18:3）から合成されるジャスモン酸（JA）やJAの前駆体であるオキソフィトジエン酸（OPDA）などの脂肪酸代謝物は、シグナル物質として病害抵抗性反応に関与することが知られている。最近、我々は18:3合成を抑制した系統（F78Ri）において、イネのいもち病菌（<I>Magnaporthe</I> <I>grisea</I>）に対する病害抵抗性が向上することを見出した（<I>Plant</I> <I>Cell</I> <I>Physiol</I>. 2007, 48: 1263-1274）。本研究においては、イネのいもち病菌抵抗性におけるJAとOPDAの役割を調べるため、18:3合成からJAへと代謝する過程において、OPDA合成を触媒するアレンオキシド環化酵素（AOC）とJA合成を触媒するOPDA還元酵素（OPR1、OPR3）に対しRNAi法を用いることによって、OPDA/JA欠損形質転換イネ（AOCRi）、JA欠損形質転換イネ（OPRWRi）を作成した。これらの系統に対し非病原性または病原性のいもち病菌レースを接種し、野生株およびF78Riの病害抵抗性と比較したところ、AOCRiおよびOPRWRiは病原性の有無にかかわらず野生株と同程度のいもち病菌抵抗性を示し、F78Riのように向上することはなかった。さらにAOCRi、OPRWRiにおける病害関連遺伝子（<I>PBZ1</I>、<I>PR1b</I>）の発現を調べたところ、野生株と同様の発現パターンを示した。これらの結果は、イネはJAやOPDA合成を介さずに、いもち病菌抵抗性および病害関連遺伝子発現を誘導できることを示している。

DOI： 10.14841/jspp.2008.0.0941.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

サリチル酸（SA）は植物免疫において重要な役割を持つシグナル分子である。シロイヌナズナにおけるSAの生合成経路は、<i>sid2</i>変異体およびその原因遺伝子である<i>ICS1</i>がすでに同定されているイソコリスミ酸経路と、安息香酸（BA）を基質とする経路の2つが存在すると考えられているが、BA経路に関わる変異体および遺伝子は単離されていない。そこで我々は、BAを与えるとSAを蓄積する変異体<i>bah1-D</i> (<i><u>b</u>enzoic <u>a</u>cid <u>h</u>ypersensitive<u>1</u>-<u>D</u>ominant</i>)を単離した。<i>bah1-D</i>変異体は<i>Pseudomonas syringae</i> (<i>Pst</i>) DC3000の感染に対してもSAを多く蓄積し、抵抗性を示した。また、<i>bah1-D sid2</i>二重変異体では<i>sid2</i>変異体よりもSAを多く蓄積することから、<i>ICS1</i>に依存せずにSAが合成されるメカニズムが存在することが明らかとなった。さらに<i>bah1-D</i>変異体では、<i>Pst</i> DC3000に対して過敏感反応様の細胞死が観察された。本発表では、その他の<i>bah1-D</i>変異体の特徴的な表現型についても報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2008.0.0966.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

多不飽和脂肪酸から生成する脂肪酸酸化物は、植物の病害抵抗性において重要な役割をもつと考えられている。我々は、リノール酸 (18:2) を不飽和化する&omega;-3デサチュラーゼ (OsFAD7、OsFAD8) の発現を抑制した18:2高含有形質転換イネ (F78Ri) において、いもち病菌抵抗性が向上することを明らかにした（第47回植物生理学会年会）。今回は、F78Riにおいていもち病菌抵抗性が向上する原因を調査した。イネがいもち病菌に感染すると、ハイドロキシド合成が誘導される。この合成経路において、18:2とリノレン酸 (18:3)はそれぞれハイドロペロキシド (HPODEs、HPOTEs) を経て、ハイドロキシド (HODEs、HOTEs) へ変換される。これらの脂肪酸酸化物のいもち病菌への抗菌活性を測定したところ、18:2由来のHPODEsやHODEsは、18:3由来のHPOTEsやHOTEsよりも高かった。F78Riのハイドロキシド含量を測定した結果、HODEs含量は、野生株と比較して明らかに増加した。よって、18:2由来のHPODEsやHODEsの蓄積が、F78Riのいもち病菌抵抗性の向上に寄与することが示唆された。これらの知見は、植物の含有脂肪酸組成の人為的制御によって耐病性作物の作出が可能であることを示している。

DOI： 10.14841/jspp.2007.0.593.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物免疫は、オキシダティブバーストや細胞死などの局所的な過敏感反応と、その後のシグナル伝達により誘導される全身的な抵抗性反応からなるが、サリチル酸（SA）はどちらの反応においても重要な役割を持つ。シロイヌナズナにおけるSAの生合成経路は、安息香酸（BA）を前駆体とする経路とイソコリスミ酸を前駆体とする経路の2つが考えられている。後者の経路に関わるイソコリスミ酸合成酵素をコードする遺伝子およびその変異体はすでに同定されており、この経路は抵抗性反応に関与することが知られている。一方、前者の経路は主に過敏感反応において活性化されるのではないかと推測されているが、それに関わる変異体および遺伝子は単離されておらず未明のままである。そこで我々は、アクティベーションタギングラインからBAに感受性の変異体<i>bah1</i> (<i><u>b</u>enzoic <u>a</u>cid <u>h</u>ypersensitive <u>1</u></i>)を単離した。<i>bah1</i>変異体は、BAを与えるとSAを蓄積し、SA誘導性の<i>PR1</i>遺伝子の発現がみられることから、BAを前駆体とする合成経路が活性化されていると考えられる。また、<i>bah1</i>変異体は<i>Pseudomonas syringae</i>に対して抵抗性を示した。本発表では、<i>bah1</i>変異体の<i>P. syringae</i>に対する反応について詳細に報告したい。

DOI： 10.14841/jspp.2007.0.935.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

ジャスモン酸（JA）は植物の病害抵抗性を誘導する重要なシグナル物質である。JAはアレンオキシド環化酵素（AOC）、オキソフィトジエン酸還元酵素（OPR）を介するオクタデカノイド経路で合成される。近年、シロイヌナズナにおいてオクタデカノイド経路における中間物質であるオキソフィトジエン酸（OPDA）もJAと同様に病害抵抗性に関わることが示唆されているが、イネにおけるOPDAの役割は不明である。本研究では、これらのオクタデカノイド経路に関わる酵素をコードすると考えられる3つの遺伝子 (<I>OsAOC</I>, <I>OsOPR1</I>, <I>OsOPR3</I>) の発現を、RNAi法により抑制した形質転換イネを作成した。<I>OsAOC</I>遺伝子の発現を抑制した系統（AOCRi）では、JAは検出できないまで低下していた。また、<I>OsOPR1</I>、<I>OsOPR3</I>両遺伝子の発現を抑制した系統（OPRWRi）におけるJA含量は野生株の約3%まで低下していた。本講演では各形質転換系統における中間物質含量の変動について考察する。

DOI： 10.14841/jspp.2006.0.766.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

イネは、イモチ病菌の侵入を受けたとき、さまざまなシグナル経路を介して抵抗性を獲得する。ジャスモン酸（JA）は数多くの防御応答（PR）遺伝子の発現を誘導するため、病害抵抗性の誘導に重要なシグナル物質であると考えられているが、JA処理によりイネの病害抵抗性は上昇しない。この矛盾を説明するために、JA合成の出発物質であるリノレン酸（LA）の合成を触媒する&omega;-3脂肪酸不飽和化酵素（FAD7-1、FAD7-2）を抑制したJA欠損形質転換イネ（F7Ri）を作製した。非親和性または親和性イモチ病菌レースに対する、F7Ri系統の病害抵抗性をそれぞれ評価した。意外にもF7Ri系統における病徴は、病原性に関わらず抑えられた。PR遺伝子（<I>PBZ1</I>、<I>PR1b</I>）の発現解析をしたところ、F7Ri系統は野生株よりも早く転写量が増加していた。これらの結果から、F7Ri系統はイモチ病菌に対する水平抵抗性が上昇しており、イモチ病菌抵抗性を誘導する上で、JAは必須ではないことがわかった。メチルジャスモン酸を用いた相補実験でも、F7Ri系統における水平抵抗性の上昇は失われなかった。このことはF7Ri系統における水平抵抗性の上昇にJAの減少は関与していないことを示している。本研究は、多価不飽和脂肪酸に由来するJA以外の制御因子が、イモチ病菌に対する水平抵抗性に関与していることを示唆している。

DOI： 10.14841/jspp.2006.0.763.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

病原体の攻撃を受けた植物細胞では、病原菌由来のエリシター分子を認識すると、急激な活性酸素の生成が起こり、自発的な細胞死などの防御反応が誘導される。葉に壊死斑を形成する <I>spl</I>変異体 (<I>spl1</I>～<I>11</I>)は、このような一連の反応に関わるシグナル経路に変異があると考えられている。これまでに各変異体より作成した培養細胞を用いて、エリシターで活性化される経路に変異があると推測される3つの変異体 (<I>spl2</I>, <I>spl7</I>, <I>spl11</I>) を選抜した。このうち<I>spl7</I>は、脱リン酸化反応の阻害剤であるカリクリンA (CA) 処理で誘導されるH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成が、野生株や<I>spl2</I>、<I>spl11</I>に比べ多くなっていた。CAおよびエリシターそれぞれで活性化される経路の相関を調べた結果、CAはエリシター誘導性のH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成に対し相乗的に作用した。このことから、CAで活性化される経路はエリシターで活性化される経路の一部であり、<I>spl7</I>はCAの影響を受ける脱リン酸化反応が関わる経路に関与すると考えられた。今回はさらに、<I>spl</I>変異体の葉に傷処を行った際に、傷処理により誘導される活性酸素生成が、<I>spl2</I>において促進されていることを報告する。また、<I>spl</I>変異のH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>生成における関与についてこれらの知見をもとに考察する。

DOI： 10.14841/jspp.2006.0.769.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

サリチル酸（SA）は病害抵抗性において重要なシグナル物質である。SAの生合成経路には、安息香酸（BA）を前駆体とする経路が存在すると考えられているが、明らかにされていない。本学会2005年度年会において、BA経路に関わる変異体（<I>bah1</I>; <I>benzoic acid hypersensitive 1</I>）をアクチベーションタギングラインから単離したことを報告した。SA存在下と同様に、<I>bah1</I>変異体はBA存在下で生育阻害を受け、<I>PR1</I>遺伝子の発現がみられる。さらに<I>bah1</I>変異体では、BAを与えるとSA蓄積量が増加する。マイクロアレイ解析の結果、<I>bah1</I>変異体では、病害抵抗性に関与する遺伝子の発現がみられた。本発表では、BAからSAへの変換を触媒するP450をコードすると考えられる遺伝子の発現についても報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2006.0.224.0

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担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 植物化学調節学会  

DOI： 10.18978/jscrp.41.2_150

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

ジャスモン酸（JA）は植物の病傷害抵抗性を誘導する重要なシグナル物質である。JAはアレンオキシド合成酵素（AOS）、アレンオキシド環化酵素（AOC）、オキソフィトジエン酸還元酵素（OPR）を介するオクタデカノイド経路で合成される。本研究では、これらのオクタデカノイド経路に関わる酵素をコードすると考えられる遺伝子 (<I>OsAOS</I>, <I>OsAOC</I>, <I>OsOPR1</I>, <I>OsOPR3</I>) の発現を、RNAi法により抑制したイネ形質転換系統を作成した。<I>OsAOS</I> の発現を抑制した系統におけるJA含量は野生株の約62%まで低下していた。また、<I>OsAOC</I> の発現を抑制した系統では、JAは検出できないまで低下していた。一方、<I>OsOPR1</I>、<I>OsOPR3</I> 両遺伝子の発現を抑制した系統におけるJA含量は野生株の約3%まで低下していた。これらの系統は、植物の病傷害抵抗性反応におけるオクタデカノイド経路中間物質の役割を調べる上で有用だと考えられる。

DOI： 10.14841/jspp.2005.0.388.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

サリチル酸（SA）は病害抵抗性において重要なシグナル物質である。SAの生合成経路は、イソコリスミ酸を前駆体とする経路と安息香酸（BA）を前駆体とする経路の2つが考えられている。前者の経路では、イソコリスミ酸合成酵素をコードする遺伝子が同定されたが、後者の経路に関わる遺伝子はほとんど分かっていない。そこで我々は、BA経路に関わる遺伝子を探索することを目的として、アクチベーションタギングラインを用いて突然変異体をスクリーニングした。シロイヌナズナの野生株は、BA存在下と比較してSA存在下では著しく生育が阻害される。この性質を利用し、BA存在下でも著しく生育阻害を受ける変異体をスクリーニングし、<I><U>b</U>enzoic <U>a</U>cid <U>h</U>ypersensitive</I> (<I>bah</I>) <I>1</I>変異体を単離した。<I>bah1</I>変異体は、BA存在下では生育阻害を受けたが、非存在下では正常に生育した。また、SAの蓄積に伴い誘導される<I>PR1</I>遺伝子の発現を調べたところ、BA存在下において、野生株では発現は見られなかったが、<I>bah1</I>変異体ではmRNAが蓄積していた。これらの結果から、BA存在下の<I>bah1</I>変異体ではSAが蓄積している可能性が示唆された。本発表では、<I>bah1</I>変異体のSAの蓄積量を含め、その原因遺伝子についても報告したい。

DOI： 10.14841/jspp.2005.0.406.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物は病原菌や昆虫による病傷害ストレスを受けたとき、さまざまなシグナル伝達経路を介して抵抗性を獲得する。イネにおいて、ジャスモン酸（JA）は病傷害抵抗性の誘導に必要なシグナル物質の一つと考えられている。イネの抵抗性反応におけるJAの役割を明らかにするため、JA合成の出発物質であるリノレン酸（LA）合成酵素（葉緑体局在型&omega;-3デサチュラーゼ）の遺伝子（<I>FAD7-1</I>、<I>FAD7-2</I>）の発現をRNAi法により抑制させ、JAが欠損した形質転換イネを作製した。脂肪酸組成を調べた結果、野生株では60%以上あるLA含量が8%にまで低下した形質転換イネ（F7Ri）が得られた。さらに、傷処理によるJAの蓄積も野生株の10%にまで抑制されていた。傷害およびJA誘導性である<I>JAMyb</I>遺伝子と、傷害のみで誘導される<I>OsMAPK5</I>遺伝子を指標に、JAを介した傷害シグナル経路を調べた結果、F7Ri系統においては、<I>OsMAPK5</I>遺伝子の転写量は野生株と変わらなかったが、<I>JAmyb</I>遺伝子の転写量の蓄積は野生株よりも抑制されていた。これらの結果からF7RiにおけるJAシグナル経路は、充分に抑制されていることがわかった。現在、F7Riのいもち病菌に対する抵抗性についても調べており、その結果もあわせて報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2005.0.390.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

病原体の攻撃を受けた植物細胞では、病原菌由来のエリシター分子を認識すると、急激な活性酸素の生成が起こり、自発的な細胞死などの防御反応が誘導される。葉に壊死斑を形成する <I>spl</I> 変異体 (<I>spl1～11</I>) は、このような一連の反応に関わるシグナル経路に変異があると考えられている。これまでに各変異体より作成した培養細胞を用いて、エリシターで活性化される経路に変異があると推測される3つの変異体 (<I>spl2</I>, <I>spl7</I>, <I>spl11</I>) を選抜した。そこで、脱リン酸化反応の阻害剤であるカリクリンA (CA) 処理で誘導されるH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成を調べたところ、<I>spl7</I>では野生株や<I>spl2</I>、<I>spl11</I>に比べ多くのH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成が検出された。また、CAおよびエリシターそれぞれで活性化される経路の相関を調べた結果、CAはエリシター誘導性のH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成に対し相乗的に作用することが分かった。このことから、CAで活性化される経路はエリシターで活性化される経路の一部であり、<I>spl7</I>はCAが作用する脱リン酸化反応が関わる経路に関与すると考えられた。さらに、Ca<SUP>2+</SUP>のキレート剤であるEGTAが、H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成に与える影響を調べたところ、CA処理によるH<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>の生成量は、<I>spl7</I>においてのみ減少した。本発表では、H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>生成に至るシグナル経路における、カルシウムイオンの関与についてこれらの知見をもとに考察する。

DOI： 10.14841/jspp.2005.0.407.0

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記述言語：日本語  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

イネにおいて、ジャスモン酸（JA）は病傷害抵抗性の誘導に必須のシグナル物質の一つと考えられている。イネの抵抗性反応におけるJAの役割を明らかにするため、JA前駆体であるリノレン酸（LA）合成酵素（葉緑体局在型&omega;-3デサチュラーゼ）の遺伝子（<I>FAD7-1</I>、<I>FAD7-2</I>）の発現をRNAi法により抑制させ、JAが欠損した形質転換イネの作製を試みた。脂肪酸組成を調べた結果、野生株では60%以上あるLA含量が8%にまで低下した形質転換イネ（F7Ri）が得られた。傷害およびJA誘導性である<I>JAMyb</I>遺伝子と、傷害のみで誘導される<I>OsMAPK5</I>遺伝子を指標に、JAを介した傷害シグナル経路を調べた結果、F7Ri系統においては、<I>OsMAPK5</I>遺伝子の発現は野生株と変わらなかったが、<I>JAmyb</I>遺伝子の発現誘導は野生株よりも抑制されていた。これらの結果は、F7Ri系統においてJAシグナル経路が正常に機能していないことを示しており、JA含量が低下していることを示唆する。現在、F7Ri系統後代におけるJA含量を測定中であり、本発表では、それらの結果とイネの傷害応答におけるJAの役割について報告したい。

DOI： 10.14841/jspp.2004.0.563.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

サリチル酸（SA）は、高等植物の抵抗性反応において必須の物質であり、病原菌などの感染にともないその蓄積量が上昇する。しかし、これらはタバコやシロイヌナズナなどの双子葉植物で見られる現象であり、単子葉植物であるイネでは、SA含量は非感染状態においても常に高いレベルに保たれており、病原菌が感染してもほとんど変化しない。このことは、イネにおけるSAの働きが双子葉植物と異なる可能性を示唆している。本研究では、イネにおけるSAの働きを調べるため、バクテリア由来のSA分解酵素salycylate hidroxylase 遺伝子（<I>nahG</I>）を導入した形質転換イネの解析を行った。<I>nahG</I>形質転換イネにおいてはSA含量が野生株の20～25%程度まで抑制され、幼苗期の成長について、4～5日の遅延が見られた。また、非感染状態においても高照度下で葉に病斑（疑似病斑）が形成された。これらの<I>nahG</I>形質転換イネでは活性酸素の除去に関与するグルタチオンのプールサイズが減少しており、酸化還元状態の顕著な変化が観察された。これらの結果は、イネにおいてSAが抵抗性反応以外に活性酸素除去系メカニズムの維持に機能していることを示唆する。

DOI： 10.14841/jspp.2004.0.564.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物は病原菌の侵入に対して、エリシターの認識、活性酸素の生成、細胞死といった防御反応を示す。しかしながら、これらの反応に関わるシグナル経路や因子については、不明な点が多い。<br> 本研究ではイネ <I>spl</I> (<U>sp</U>otted <U>l</U>eaf) 変異体 (<I>spl1～11</I>) を用い、細胞死に至るシグナル経路を明らかにすることを試みた。<I>spl</I>変異体は病原菌感染の有無に関わらず、それぞれ特徴的な疑似病斑を形成する。したがって、これらの変異体が細胞死に至る経路に変異をもつと考えられる。そこで、これらの変異体から調整した懸濁培養細胞における、いもち病菌由来エリシター誘導性の防御反応を解析した。その結果、エリシター処理を行った<I>spl</I>系統のうち、<I>spl3</I>における過酸化水素の蓄積量は野生株のTC65と変わらないにもかかわらず、細胞死はTC65よりも顕著に誘導されることがわかった。一方、<I>spl7</I>、<I>spl11</I>における細胞死はTC65と同程度であるにもかかわらず、過酸化水素の蓄積はTC65よりも早い時間から増加し、その蓄積量はTC65に比べ多かった。このことから、<I>spl3</I>は細胞死に至る経路に、<I>spl7</I>と<I>spl11</I>は過酸化水素蓄積の制御に関わる変異体であると考えられた。本発表ではイネの細胞死に至るシグナル経路について議論する。

DOI： 10.14841/jspp.2004.0.565.0

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物が病原菌に感染した場合、活性酸素（O₂^-、H₂O₂）の生成を端緒とした一連の抵抗性反応が生じる。O₂^- の生成はNADPHオキシダーゼにより行なわれるが、その活性調節機構の全容は明らかにされていない。我々は、本学会2003年度年会において、NADPHオキシダーゼの活性調節にトリエン脂肪酸（TA）であるリノレン酸（LA）が関わることを報告した。TAは、生体膜脂質を構成する主要な不飽和脂肪酸である。シロイヌナズナにおいて、TA合成を触媒する&omega;-3脂肪酸不飽和化酵素は、小胞体型FAD3、葉緑体型FAD7、FAD8の3つが同定されている。葉緑体型が欠失した<i>fad7fad8</i>変異体において、<i>Pseudomonas syringae</i> pv. <i>tomato</i> DC3000 (<i>avrRpm1</i>)（<i>Psm</i> (<i>avrRpm1</i>)）に対する抵抗性反応を調べた結果、野生株や小胞体型が欠失した<i>fad3</i>変異体と比較してH₂O₂の生成が低下した。<i>Psm</i> (<i>avrRpm1</i>) 接種後の野生株において、1時間から遊離したLA含量が増加し、H₂O₂が生成される時間と一致した。さらに、葉緑体膜脂質由来のTAが、細胞膜や小胞体膜に存在する脂質に転移することを示唆する結果を得た。これらの知見から、葉緑体膜から遊離したLAが細胞膜に局在するNADPHオキシダーゼの活性調節に関わることが考えられた。

DOI： 10.14841/jspp.2004.0.631.0

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出版者・発行元：日本植物生理学会  

植物脂質を構成するトリエン脂肪酸は、環境ストレスに対する適応反応に重要な役割を果たしている。しかし、これらは主に双子葉植物での知見であり、単子葉植物でも共通して同様のメカニズムを持つかどうかは不明である。本研究においてはイネにおけるトリエン脂肪酸の役割を明らかにするため、トリエン脂肪酸の合成を触媒する&omega;-3デサチュラーゼ遺伝子（<I>FAD</I>）のクローニングと機能解析を行った。イネにおいては、サザン解析の結果から、FADをコードする遺伝子が3つ存在することが示唆されている。イネのゲノムデータベースを検索したところ、シロイヌナズナの<I>FAD</I>遺伝子と相同性の高い3つの読み枠が見つかった。それぞれのゲノミックおよびcDNAクローンの全配列を決定し、一次構造を比較したところ、そのうちの1つは既知の小胞体局在型<I>OsFAD3</I>だった。残りの2つはシロイヌナズナAtFAD7に対し推定アミノ酸配列で73％、78%と高い相同性を示し、ともにN端にAtFAD7と相同性のあるシグナルペプチド領域を持っていた。また、この2つの遺伝子のmRNAは、根組織よりも葉組織で顕著に蓄積していることから、葉緑体局在型のFADをコードすると考えられた。これらの<I>FAD</I>遺伝子を<I>OsFAD7-1</I>、<I>OsFAD7-2</I>と名付けた。現在RNAiの手法を用いてFADノックアウト株を作製しており、それらの解析結果もあわせて報告する。

DOI： 10.14841/jspp.2003.0.495.0

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出版者・発行元：日本植物生理学会  

高等植物は病原菌感染に対して、O₂^-生成を端緒とした過敏感反応を引き起こすことにより抵抗性を示す。O₂^-生成はNADPH oxidaseにより行なわれると考えられているが、その調節機構はよくわかっていない。我々は2002年分子生物学会年会においてリノレン酸がNADPH oxidaseの活性調節に関与することを報告した。トリエン脂肪酸であるリノレン酸は、生体膜脂質を構成する主要な不飽和脂肪酸である。<i>in vitro</i>のNADPH oxidase活性測定系において種々の不飽和脂肪酸について調べた結果、リノレン酸は顕著にNADPH oxidaseを活性化した。シロイヌナズナにおいて、トリエン脂肪酸合成の鍵酵素である&omega;-3不飽和化酵素は、小胞体型FAD3、葉緑体型FAD7、FAD8の3つが同定されている。NADPH oxidaseを活性化するオゾン処理により<i>in vivo</i>でのO₂^-生成を調べたところ、<i>fad7fad8</i>変異体においてO₂^-生成レベルが低下していた。また、<i>fad7fad8</i>変異体における<i>Pseudomonas syringae</i> pv. <i>maculicola</i> (<i>avrRps4</i>)に対する抵抗性が低下していた。さらに、オゾン処理によって葉緑体脂質のトリエン脂肪酸含量が著しく低下した。これらの結果から、葉緑体のリノレン酸が過敏感反応におけるNADPH oxidaseの調節に重要な役割を果たすと考えられた。

DOI： 10.14841/jspp.2003.0.498.0

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記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）   出版者・発行元：OXFORD UNIV PRESS  

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記述言語：英語   出版者・発行元：Japanese Society of Plant Physiologists  

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