気候変動時代の病害防除を見据えた植物病原細菌研究のパラダイムシフトへの挑戦

着眼于气候变化时代的疾病控制，挑战植物病原细菌研究的范式转变

• 批准号: 22K19178
• 负责人: 峯 彰
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19178/
• 关键词: 高湿度; 細菌; 病原性; 二成分制御系

本研究では、植物病原細菌Pseudomonas syringaeが高湿度環境で発揮するエフェクターに依存しない病原性発現機構の解明を目的としている。そのために、（研究項目１）植物体内増殖を病原性の指標として、その程度が高湿度環境下で変化するP. syringae変異体をスクリーニングし、（研究項目2）その原因遺伝子によって制御される生理機能を明らかにすることを目指した。（研究項目1）エフェクターを分泌できないP. syringae変異体の恒常的発光株“hrcC-lux”を独自に作出した。hrcC-luxのTn5トランスポゾン変異体ライブラリを構築し、発光レベルを指標とした定量的スクリーニングにより、高湿度環境下における増殖量が変化する変異体を選抜した。およそ1600変異体のスクリーニングから、35変異体を選抜した。このうちの30変異体については、TAIL-PCR法やinverse PCR法によってTn5トランスポゾンの挿入位置を同定した。（研究項目2）研究項目１で同定した原因遺伝子の中には、ヌクレオチド代謝、ヘム合成、解糖系やTCA回路に関与する遺伝子が含まれていた。これらの代謝経路に加えて、種々のアミノ酸合成に必要な遺伝子も含まれていた。興味深いことに、これらのアミノ酸合成遺伝子は、高湿度におけるエフェクター非依存的な増殖に必要であったが、それぞれのアミノ酸合成経路の寄与度は異なることが分かった。この結果は、相同組換えにより新たに作成した遺伝子欠損変異体を用いた解析からも裏付けられた。また、同定した原因遺伝子の中には、二成分制御系を構成するレスポンスレギュレーターが含まれていた。遺伝子欠損変異体を用いたさらなる解析から、このレスポンスレギュレーターとそのパートナーとして働くセンサーキナーゼの両者が、高湿度における爆発的な増殖に必要であることを明らかにした。

This study aimed to elucidate the mechanisms of pathogenicity development of Pseudomonas syringae in high humidity environments. (Research item 1) Indicators of pathogenicity of plant growth in vivo Syringae are different species (research item 2), and their physiological functions are different. (Study item 1)$> P. Syringae is a constant light plant "hrcC-lux" which is made independently. Hrc-lux can be divided into five categories: construction, light emission, quantitative index, growth, and variation under high humidity conditions. 1600 different types of information, 35 different types of information. 30 different types of PCR, TAIL-PCR and inverse PCR methods are used to determine the position of entry. (Study item 2) Study item 1: The genetic factors involved in the same genetic factors include metabolism, metabolism, carbohydrate synthesis, and TCA loop. The metabolic pathway of the plant is composed of the essential components for the synthesis of the plant's amino acids. In the case of high humidity, it is necessary for the independent growth of acid synthesis. The result is that the same group is created and the same group is created. A two-component control system is composed of two components: one component and the other component. In the case of high humidity, it is necessary to increase the number of pollutants emitted.

项目成果

比較ゲノミクスによるPseudomonas syringae系統間の病原性差異を生み出すエフェクターの同定

通过比较基因组学鉴定驱动丁香假单胞菌菌株毒力差异的效应子

• 发表时间: 2023
• 作者: 田村孝太郎;竹田篤史;三瀬和之;高野義孝;峯彰
• 通讯作者: 峯彰

イネが病原菌の感染力の源を検出して免疫を誘導する仕組みを解明―病気に強い植物の開発に期待―

阐明水稻检测病原菌感染源并诱导免疫力的机制 - 对抗病植物开发的期待 -

時系列RNA-seqデータのネットワーク解析から紐解く変動環境下の植物－病原細菌相互作用

通过时间序列 RNA-seq 数据的网络分析揭示波动环境下植物病原细菌的相互作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木慎司;嶋本果穂;大竹竜馬;高田昌汰;清水元樹;寺石政義;峯彰;寺内良平;高野義孝;三瀬和之;峯彰
• 通讯作者: 峯彰

二成分制御系CbrABは高湿度環境下におけるトマト斑葉細菌病菌の増殖をエフェクターとは独立して促進する

双组分调控系统 CbrAB 在高湿度环境中促进番茄叶细菌的生长，独立于效应器。

• 发表时间: 2023
• 作者: 石川真太郎;三瀬和之;高野義孝;峯彰
• 通讯作者: 峯彰

Image-Based Quantification of <i>Arabidopsis thaliana</i> Stomatal Aperture from Leaf Images

基于图像的叶子图像中的拟南芥气孔孔径定量

• DOI: 10.1093/pcp/pcad018
• 发表时间: 2023
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Takagi Momoko;Hirata Rikako;Aihara Yusuke;Hayashi Yuki;Mizutani-Aihara Miya;Ando Eigo;Yoshimura-Kono Megumi;Tomiyama Masakazu;Kinoshita Toshinori;Mine Akira;Toda Yosuke
• 通讯作者: Toda Yosuke