② 作物の感染応答機構の解明と複合病害抵抗性育種素材の開発

② 作物の感染応答機構の解明と複合病害抵抗性育種素材の開発

課題番号2012020463
研究機関名農業生物資源研究所
研究期間-4
年度2012
研究問題2.農業生物に飛躍的な機能向上をもたらすための生命現象の解明と利用技術の開発
大課題(2)農作物や家畜等の生物機能の高度発揮に向けた生物間相互作用の解明と利用技術の開発
中課題② 作物の感染応答機構の解明と複合病害抵抗性育種素材の開発
大項目第2 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためとるべき措置
中項目1.試験及び研究並びに調査
摘要1.いもち病感染によってイネに発現誘導される新規転写因子DPF ( diterpenoid phytoalexinfactor)の遺伝子を過剰発現するイネには、多量のジテルペン型ファイトアレキシン(DP)が蓄積し、DP合成に関わる多数の遺伝子が発現上昇していることがわかった。一方、DPF遺伝子を抑制したイネでは、DP合成遺伝子の発現量が低下していた。また、イネ葉鞘での一過的遺伝子発現の結果から、DPF合成遺伝子CPS2のプロモーターがDPFにより活性化することがわかった。これらの結果から、DPFはいもち病感染に応答してDP合成遺伝子群の転写を制御する転写因子であることが示された。
2.WRKY45過剰発現イネの生育および収量が悪化させる原因となる環境要因の特定を試みた結果、WRKY45過剰発現イネは低温に対する感受性が強く、著しい生育障害または枯死に至ることがわかった。また、高塩濃度に対しても高い感受性を示した。遺伝子発現の変化を調べた結果、PR遺伝子を含む防御遺伝子の発現が、低温および高塩濃度処理により、対照の日本晴ではほとんど変化しないが、WRKY45過剰発現イネでは高レベルに上昇していた。このことから、防御遺伝子の発現上昇が低温および高塩濃度感受性の原因である可能性が示唆された。一方、発現レベルを最適化した改良型WRKY45発現イネでは、これらの環境因子の影響がほぼ回避できていることがわかった。改良型WRKY45発現飼料イネについては、国内での隔離ほ場栽培を初めて行い、系統の選抜に向けて農業形質の調査を行った。
3.病原菌の感染過程における宿主植物と病原菌の相互作用を明らかにするため、感染過程の動的変化を観察する方法を開発した。具体的には、細胞内小器官をGFPで標識したイネやプロモーターに連結したRFPを導入したいもち病菌を用いて高速共焦点顕微鏡下で経時観察する方法を検討し、イネ細胞を生かしたまま、菌付着器の成熟(メラニン化)前からイネ細胞への菌の侵入・伸展を48時間以上にわたりモニタリングすることができた。
4.イネのType IIa WRKY型転写因子WRKY76の遺伝子を恒常的に過剰発現させたイネに親和性のイネいもち病菌を接種すると、非形質転換イネと比較して病徴が著しく進展し、ファイトアレキシンの蓄積が顕著に遅延した。マイクロアレイ解析の結果、これらの形質転換イネでは、いもち病菌接種に応答したPRタンパク質やファイトアレキシン合成酵素の遺伝子群の発現誘導が著しく抑制されていることが明らかとなった。これらの結果から、WRKY76過剰発現イネでは親和性相互作用における基礎的抵抗性が著しく抑制されていると考えられた。
5.ダイズ茎疫病はPhytophthola sojaeによる大豆の重要病害である。エチレンおよびサリチル酸処理した大豆には茎疫病抵抗性が誘導されることがわかった。一方、アブシジン酸およびジベレリンでは茎疫病抵抗性が低下することがわかった。
研究分担高辻 博志
林 長生
南 栄一
西澤 洋子
森 昌樹
姜 昌杰
菅野 正治
山崎 宗郎
郄橋 章
井上 晴彦
大竹 祐子
協力分担関係(独)農業・食品産業技術総合研究機構
国立大学法人京都大学
国立大学法人筑波大学
国立大学法人東北大学
公立大学法人首都大学東京
北興化学工業(株)
学校法人近畿大学
(公財)岩手生物工学研究センター
国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学
東京農業大学
予算区分技会交付金研究 イノベーション創出事業 委託プロ[新農業展開ゲノムプロ] 技会・その他 文科省[科研費] 文科省・JST競争的資金
業績(1)Expression of the chimeric receptor between the chitin elicitor receptor CEBiP and the receptor-like protein kinase Pi-d2 leads to enhanced responses to the chitin elicitor and disease resistance against Magnaporthe oryzae in rice
(2)Rice WRKY45 plays a key role in priming of diterpenoid phytoalexin biosynthesis through the salicylic acid signaling pathway
(3)Molecular mechanisms for disease resistance in rice that is regulated by the transcriptional activator OsWRKY53
(4)イネの誘導抵抗性 ―情報伝達機構の解明と耐病性育種への利用―
(5)イネ剥離葉鞘裏面細胞を用いたいもち病菌感染初期における細胞内構造変化のリアルタイムイメージング法の構築
(6)ブラシノステロイド情報伝達突然変異体bil5原因遺伝子の細胞分化制御機能解析とBIL遺伝子群によるイネ形質転換体の解析
(7)イモチ病菌におけるキメラ型ジテルペン合成酵素遺伝子
(8)Surface α-1,3-glucan facilitates fungal stealth infection by interfering with innate immunity in plants
(9)Roles of rice transcription factor OsWRKY76 in response to the rice blast fungus
(10)Enhancement of chitin elicitor responses by engineering the chitin elicitor receptor CEBiP improves disease resistance against rice blast fungus
(11)複合病害抵抗性遺伝子組換えイネの開発 I.隔離ほ場栽培のための承認手続他
(12)Nuclear ubiquitin proteasome degradation affects WRKY45 function in the rice defense program
(13)“万が一”の発見!〜病気に強く、環境にやさしい作物をつくる〜
(14)Transcriptome analysis of rice leaf and root cells inoculated with Magnaporthe oryzae
(15)Rice WRKY62 is a positive regulator of SA-pathway-mediated regulation of diterpenoid phytoalexin synthesis genes in rice
(16)イネいもち病菌感染時に応答するイネ遺伝子発現解析
(17)イネの複合病害抵抗性遺伝子BSR1とサリチル酸シグナルとの関連解析
(18)ブラシノステロイド情報伝達突然変異体bil5原因遺伝子のエピジェネティック変異解析とbil1遺伝子群の応用展開研究
(19)FOXハンティングで単離した広範な病害抵抗性遺伝子BSR1の耐病性機構解析と実用化の試み
(20)OsWRKY76およびその下流の転写因子群による病害抵抗性の制御
(21)イネにおける病害応答の発動はサリチル酸の蓄積に依存する
(22)イネMAMPs応答性MYB遺伝子は病害抵抗性反応を増強する
(23)RNA-Seq法による感染時のイネといもち病菌同時遺伝子発現プロファイル解析
(24)Salicylic acid and ethylene induce resistance to Phytophthora sojae in soybean (Glycine max)
(25)Development of multi-disease resistant rice by optimized overexpression of WRKY45
(26)Imaging analysis of mitochondrial movement in rice cells during rice Magnaporthe oryzae interactions
(27)Priming of defense gene expression by rice WRKY45 and optimization of WRKY45 expression for developing disease resistant rice
(28)イネキチン受容体キナーゼOsCERK1の過剰発現は植物免疫応答を強化する
(29)環境因子がWRKY45発現イネに及ぼす悪影響と発現改良による回避
(30)ジーンターゲティング法によるキチンエリシター受容体遺伝子破壊イネの作出と解析
(31)イネキチン受容体キナーゼOsCERK1過剰発現イネの解析
(32)Simultaneous RNA-seq analysis of a mixed transcriptome of rice and blast fungus interaction
(33)A receptor-like cytoplasmic kinase targeted by a plant pathogen effector is directly phosphorylated by the chitin receptor and mediates rice immunity
(34)Induction of resistance to Phytophthora sojae in soyabean (Glycine max) by salicylic acid and ethylene
(35)The nuclear ubiquitin proteasome regulates WRKY45 function in a dual mode in the rice defence program
(36)Broad-spectrum disease resistance by BSR1 shares transcriptional components with BTH-inducible resistance in rice
(37)イネ病害抵抗性を誘導する新規アシルポリアミン誘導体
(38)イネのジテルペン型ファイトアレキシン生合成を正に制御する新規転写因子DPF
(39)イネMAMPs応答性MYB遺伝子は病害抵抗性反応を増強する
(40)細胞壁改変イネにおけるいもち病害抵抗性反応の解析
(41)OsWRKY76の下流に位置する転写因子群の機能解析
(42)OsWRKY28, a PAMP-responsive transrepressor, negatively regulates innate immune responses in rice against rice blast fungus
(43)植物と病原菌の攻防戦〜植物に味方して〜
(44)Blast resistance by panicle blast resistant gene Pb1 is mediated by WRKY45
(45)WRKY45恒常的発現レベル最適化による複合抵抗性イネの開発
(46)新しい病害の大規模発生を農民はどう捉えたか:ケニア,ムエア灌漑地区のイネいもち病
(47)ケニア,コースト州における稲作の現状といもち病の発生状況
(48)サリチル酸関連遺伝子変異体イネを用いたRSOsPR10遺伝子発現の抑制機構の解析
(49)OsRLCK2 regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1- mediated PAMPs recognition in rice
(50)イネのアレンオキシドサイクラーゼ変異株の単離と、いもち病菌抵抗性におけるジャスモン酸類の役割
(51)ジーンターゲティング法によるキチンエリシター受容体遺伝子破壊イネの作製
(52)室内接種試験を用いたダイズ茎疫病ほ場抵抗性の遺伝解析
(53)イネ葉鞘を用いたいもち病菌感染初期における遺伝子発現パターンの蛍光リアルタイムイメージング
(54)イネの病害抵抗性を制御する転写因子OsWRKY53の相互作用因子の探索と機能解析
(55)イネの転写因子DPFはサリチル酸経路においてWRKY45およびWRKY62の下流でジテルペン型ファイトアレキシン合成酵素遺伝子を制御する
(56)イネの複合病害抵抗性遺伝子BSR1による抵抗性にはサリチル酸非依存性の経路が主に関与する
(57)レーザーマイクロダイセクションとマイクロアレイ法を用いたいもち病菌感染時のイネ根組織における遺伝子発現解析
(58)Cytokinins act synergistically with salicylic acid to activate defense gene expression in rice
(59)MAP kinases phosphorylate rice WRKY45
(60)遺伝子の働きを知って、作物の免疫力を高める!
(61)Phosphorylated D-allose confers disease resistance with ROS generation in Rice
(62)いもち病抵抗性に関与する転写因子OsWRKY76の解析
(63)イネ葉鞘を用いたいもち病菌感染初期における細胞内構造変化の蛍光リアルタイムイメージング
(64)OsCERK1を介したキチン信号伝達系におけるOsRLCK2の機能の解明
(65)植物培養細胞を用いたジベレリン応答性遺伝子の同定方法
(66)転写因子遺伝子の導入による植物の病害抵抗性の改良
(67)遺伝子導入による内在性遺伝子の転写活性化
(68)キチンエリシター応答性を高めた植物及びその作出方法
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030203458
収録データベース研究課題データベース

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