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。

This study で は founded, host specificity に masato and す る plant pathogen エ フ ェ ク タ ー (EPC1 EPC2 EPC3) の parsing を に starting point, エ フ ェ ク タ ー を interface し た plant pathogen の host specificity was established の molecular base plate を interpret す る こ と を purpose 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 inducing immune を inhibition す る active が あ る こ と が Ming ら か に し て い た が, this year's 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 induced す る active acid production を Suppress する に とを Ming ら に に た. ま た, EPC3 の N terminal side フ ラ グ メ ン ト (onwards, EPC3 - ND と shout ぶ) は EPC3 span と with others に immunosuppressive function が keep さ れ て い る こ と を Ming ら か に し た. そ こ で EPC3 - ND に し seaborne て NMR を using し た dynamic structural analysis of に み り group, そ の analytical conditions の optimization に し success, now, NMR ス ペ ク ト ル の parsing を into め て い る. One party, EPC1, EPC2, EPC3 の mark alternate exploration に masato し て は, underlying factor alternate の リ ス ト finished を し, EPC1 mark に masato し て は alternate で あ る immune masato even キ ナ ー ゼ に す seaborne る parsing を be applied し て い る. ま た, EPC1 and EPC2, EPC3, EPC4 but 伝 の 単 a broken 壊 strains は キ ュ ウ リ に す seaborne る pathogenicity は low す る が, そ の pathogenicity は still と し て degrees keep さ れ て い る. Youdaoplaceholder0 そ ため and four remaining 伝 seeds ため broke through multiple 壊 strains を to make た. ウ リ class anthrax の multiple broken 壊 strains の make に お い て は, establish し た CRISPR - Cas9 シ ス テ ム と Cre - Lox シ ス テ ム を group み close わ せ た high working rate multiple legacy 伝 son broken 壊 strains to make system を with い た. Make し た 4 heavy heritage 伝 son broken 壊 strains は キ ュ ウ リ, メ ロ ン に す seaborne る pathogenicity を ほ と ん ど entirely に lost っ て い た. The deeply interesting <s:1> とに, the four-layered 伝 plant, the 壊 strain of the plant, the <s:1> ベ サ サ, the アナタバコへ アナタバコへ, the アナタバコへ, the アナタバコへ, and the wild strain と of the pathogenic plant are equally interesting であった. こ れ ら の results よ り, こ の four の EPC heritage 伝 は, ウ リ class anthrax の キ ュ ウ リ, メ ロ ン な ど の ウ リ division crop に す seaborne る host specificity に お い て decided to cut を な service fruit た し て い る こ と が Ming ら か と な っ た.

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