Studies on molecular mechanism of effector-mediated establishment of host specificity in plant pathogens and their application

植物病原菌效应子介导宿主特异性建立的分子机制研究及其应用

• 批准号: 21H05032
• 负责人: 高野 義孝
• 金额: $ 105.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05032/
• 关键词: 植物病原糸状菌; 宿主特異性; エフェクター; 炭疽病菌; 耐病性作物; 植物病原菌; ウリ科作物

本研究では、宿主特異性成立に関与する植物病原菌エフェクター（EPC1、EPC2、EPC3）の解析を起点に、エフェクターを介した植物病原菌の宿主特異性成立の分子基盤を解明することを目的とする。これまでにEPC1、EPC2、EPC3はいずれもベンサミアナタバコのPAMP誘導免疫を抑制する活性があることが明らかにしていたが、本年度はエフェクターEPC3について、メロンおよびシロイヌナズナにおいても、flg22が誘導する活性酸素生成を抑制することを明らかにした。また、EPC3のN末端側フラグメント（以降、EPC3-NDと呼ぶ）はEPC3全長と同様に免疫抑制機能が保持されていることを明らかにした。そこでEPC3-NDに対してNMRを利用した動的構造解析に取り組み、その解析条件の最適化に成功し、現在、NMRスペクトルの解析を進めている。一方、EPC1、EPC2、EPC3の標的候補探索に関しては、標的因子候補のリスト化を完了し、EPC1標的に関しては候補である免疫関連キナーゼに対する解析を実施している。また、EPC1、EPC2、EPC3、EPC4遺伝子の単一破壊株はキュウリに対する病原性は低下するが、その病原性は依然として一定度保持されている。そのため、4 遺伝子の多重破壊株を作出した。ウリ類炭疽病菌の多重破壊株の作出においては、確立したCRISPR-Cas9システムとCre-Loxシステムを組み合わせた高効率多重遺伝子破壊株作出系を用いた。作出した4重遺伝子破壊株はキュウリ、メロンに対する病原性をほとんど完全に失っていた。興味深いことに、4重遺伝子破壊株のベンサミアナタバコへの病原性は野生株と同等であった。これらの結果より、この4種のEPC遺伝子は、ウリ類炭疽病菌のキュウリ、メロンなどのウリ科作物に対する宿主特異性において決定的な役割を果たしていることが明らかとなった。

The establishment of host specificity in this study is related to the solution of plant pathogenic bacteria EPC1, EPC2, and EPC3. Analyze the starting point and the molecular basis for establishing the host specificity of plant pathogenic bacteria and explain the purpose of the analysis.これまでにEPC1、EPC2、EPC3はいずれもベンサミアナタバコのPAMP induces immunity and suppresses activity. The degree of はエフェクターEPC3について、メロンおよびシロイヌナズナにおいても, flg22 induces する active acid production and inhibits することを明らかにした.また、EPC3のN-terminal side フラグメント（from then on, EPC3-NDとcallぶ）はThe full length of EPC3 is the same as the immunosuppressive function and the maintenance of the immunosuppressive function.そこでEPC3-ND に対してNMRをStructural analysis using したmotion にtakeりgroupみ, そのanalytical condition のoptimizationにsuccessし, now, NMR スペクトルのanalytic を めている. One party, EPC1, EPC2, EPC3's candidate candidate exploration, target factor candidate, no change Finished, EPC1 target に关しては candidate であるimmune-related キナーゼに対するanalytic を実士している.また、EPC1、EPC2、EPC3、EPC4 伝子の単一壊把区はキュウリThe pathogenicity of に対する is reduced, and the pathogenicity of その is still maintained to a certain extent.そのため, 4 缝子のmultiple broken pieces of strain をmade した. The creation of multiple disrupted strains of anthrax-like bacteria and the establishment of CRISPR-Cas9 The Cre-Lox Cre-Lox システムを group is a high-efficiency multi-residue strain that is used to create a system. We have made 4 heavy legacy はキュウリ, メロンに対するpathogenic をほとんど completely lost っていた. Interesting deep いことに, 4 heavy legacy そことに strain のベンサミアナタバコへのpathogenic は wild strain and the same であった. The result of これらのより, この4 kinds of EPC legacy 伝子は, ウリ anthrax-like bacteria のキュウリ, メロンなどのThe host specificity of the crops is determined by the host specificity of the crops.

项目成果

Identification of a watermelon resistance gene against Colletotrichum orbiculare by bulked segregant analysis and gene transfer to cucumber

通过批量分离分析和基因转移至黄瓜鉴定西瓜对炭疽菌的抗性基因

• 发表时间: 2022
• 作者: Jin C;Inoue Y;Singkaravanit-Ogawa S;Kano A;Keinath AP;Abe A;Terauchi R;Takano Y
• 通讯作者: Takano Y

Multiple <i>Colletotrichum</i> species commonly exhibit focal effector accumulation in a biotrophic interface at the primary invasion sites in their host plants

多个炭疽菌属物种通常在其寄主植物的主要入侵位点的生物营养界面中表现出焦点效应子积累

• DOI: 10.1080/15592324.2021.1935604
• 发表时间: 2021
• 期刊: Plant Signaling & Behavior
• 影响因子: 2.9
• 作者: Ogawa Taiki;Chen Jinlian;Mise Kazuyuki;Takano Yoshitaka
• 通讯作者: Takano Yoshitaka

The establishment of multiple knockout mutants of Colletotrichum orbiculare by CRISPR-Cas9 and Cre-loxP systems

• DOI: 10.1016/j.fgb.2023.103777
• 发表时间: 2023-02-01
• 期刊: FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY
• 影响因子: 3
• 作者: Yamada, Kohji;Yamamoto, Toya;Takano, Yoshitaka
• 通讯作者: Takano, Yoshitaka

Arabidopsis <i>CURLY LEAF</i> functions in leaf immunity against fungal pathogens by concomitantly repressing <i>SEPALLATA3</i> and activating <i>ORA59</i>

拟南芥<i>CURLY LEAF</i>通过同时抑制<i>SEPALLATA3</i>和激活<i>ORA59</i>来发挥叶对真菌病原体的免疫功能

• DOI: 10.1111/tpj.15488
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Plant Journal
• 作者: Singkaravanit‐Ogawa Suthitar;Kosaka Ayumi;Kitakura Saeko;Uchida Kotaro;Nishiuchi Takumi;Ono Erika;Fukunaga Satoshi;Takano Yoshitaka
• 通讯作者: Takano Yoshitaka

ウリ類炭疽病菌の病原性に関与するエフェクターEPC1の解析

葫芦炭疽病发病过程中效应子EPC1分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Kato Mikiya;Fukui Tomoya;Sato Hiroyasu;Shoji Yoshiaki;Fukushima Takanori;10.10.16/j.peptides.2021.170546;氏松蓮・井上喜博・Trinh Thi Phuong Vy・Singkaravanit-Ogawa Suthitar・西内巧・峯彰・三瀬和之・高野義孝
• 通讯作者: 氏松蓮・井上喜博・Trinh Thi Phuong Vy・Singkaravanit-Ogawa Suthitar・西内巧・峯彰・三瀬和之・高野義孝