New regulatory mechanism on plant immunity via CEP peptide

CEP肽调控植物免疫的新机制

基本信息

批准号：
21K05597
负责人：
豊田和弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

植物の病原体に対する免疫応答の活性化についての研究は盛んに行われてきたが、免疫を負に調節する仕組みについては世界的にも殆ど解析されていない。このような状況の中、シロイヌナズナの健全な植物体から免疫抑制因子（内生サプレッサー）の探索と精製を進め、その１つが C-terminally encoded peptide 5 （CEP5）のフラグメントであることをすでに明らかにしている。実際、化学合成した　CEP5 ペプチドのフラグメントまたは成熟型ペプチドで前処理した植物体では不適応型菌や非親和静菌による感染が成立する。当該年度は、免疫応答時における CEP ペプチドの役割について明らかにする目的で、CEP5 遺伝子を含むすべての CEP 遺伝子 (CEP1-CEP15) の病原体や植物ホルモンに対する応答について調べた。その結果、強い免疫応答を伴う病原性欠損株、非親和性菌ならびに不適応型菌の接種に応答して複数の CEP 遺伝子の発現が誘導されたが、親和性菌では CEP14 遺伝子を除いて明確な応答は認められなかった。すなわち、CEP 遺伝子は ETI や PTI に伴って誘導されること、さらに親和性の組み合わせでも一部の CEP 遺伝子が拡大抵抗性に伴って発現が誘導されるものと推測された。事実、CEP 遺伝子はサリチル酸の処理によって発現が増加することが明らかとなった。このことは、CEP 遺伝子の発現が植物ホルモンによる調節を受けていることを示唆している。以上の結果は、遺伝子応答に伴って生成する一群の CEP ペプチドが「過剰な免疫応答を未然に調節し、成長と防御の最適化を図る」という考え（仮説）を強く支持している。今後は、病原菌やホルモン応答性のすべての CEP　ペプチド(成熟型)を化学合成し、これらの免疫応答に対する作用について調べるとともに、CEP 遺伝子の過剰発現体や抑制個体を用いた解析を進め、この仮説の妥当性について検証していく。

研究已经积极地研究了针对植物中病原体的免疫反应的激活，但是对调节免疫力的机制几乎没有分析。在这种情况下，我们已经进步了从健康的拟南芥植物中搜索和净化免疫抑制剂（内生抑制剂），并且已经揭示了其中一个是C末端编码的肽5（CEP5）的片段。实际上，用化学合成的CEP5肽或成熟肽的碎片预处理的植物会引起不良适应性细菌或非施加细菌的感染。在今年，我们研究了所有CEP基因（CEP1-CEP15）对包括CEP5基因在内的病原体和植物激素的反应，目的是阐明CEP肽在免疫反应中的作用。结果，诱导多个CEP基因的表达是针对接种致病性缺乏菌株，具有较强的免疫反应，非亲和力细菌和不良适应性细菌的表达，但是除CEP14基因外，在亲和细菌中未观察到明确的反应。换句话说，据推测，CEP基因是由ETI或PTI诱导的，即使与亲和力结合使用，某些CEP基因的表达也会诱导抗性。实际上，已经揭示了CEP基因的表达随水杨酸处理而增加。这表明CEP基因表达受植物激素调节。以上结果强烈支持了这一想法（假设），即与基因反应结合的一组CEP肽“在发生之前调节过度免疫反应，并优化生长和防御”。将来，所有致病性和激素反应性CEP肽（成熟形式）将被化学合成，研究其对免疫反应的影响，还将使用CEP基因和抑制者的过表达者进行分析，并验证该假设的有效性。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

CEP peptide, a family of conserved, secreted small peptides acts as an endogenous suppressor in Arabidopsis

CEP 肽是一个保守的分泌小肽家族，在拟南芥中充当内源抑制因子

DOI：
10.1016/j.pmpp.2023.102019
发表时间：
2023
期刊：
Physiological and Molecular Plant Pathology
影响因子：
2.7
作者：
Toyoda;K.;Fitrianti;A.N.;Itoh;C.;Hasegawa;H.;Matsui;H.;Noutoshi;Y.;Yamamoto;M.;Ichinose;Y.;Shiraishi;T.
通讯作者：
T.

メトミノストロビンの抵抗性誘導作用に関する研究 8．シロイヌナズナにおける ROS バースト，MAP キナーゼならびに防御関連遺伝子の発現に対する影響

灭滴灵8的诱导耐药作用的研究。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shimomoto Yoshifumi;Okada Tomoyuki;Ikeda Kenichi;Tatara Akio;Hasegawa Yusuke;Yanagisawa Hironobu;Takeyama Sawana;Hayashi Kazusa;Yano Kazutaka;Morita Yasuaki;Kubota Kenji;伊藤千晶・小原七海・佐藤穂高・市成光広・山田　晶・櫻本和生・白石　慎・山本　隆・松井英譲・能年義輝・山本幹博・一瀬勇規・白石友紀・豊田和弘
通讯作者：
伊藤千晶・小原七海・佐藤穂高・市成光広・山田　晶・櫻本和生・白石　慎・山本　隆・松井英譲・能年義輝・山本幹博・一瀬勇規・白石友紀・豊田和弘

CEP peptides, a family of conserved, secreted peptides that negatively modulate Arabidopsis immunity II. CEP peptide attenuates SA-mediated immunity

CEP 肽是一个保守的分泌肽家族，可负向调节拟南芥免疫 II。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hasegawa;H.;Itoh;C.;Fitrianti;A.N.;Matsui;H.;Noutoshi;Y.;Yamamoto;M.;Ichinose;Y.;Shiraishi;T.;Toyoda;K.
通讯作者：
K.

CEP peptide induces susceptibility of Arabidopsis thaliana to non-adapted pathogens

DOI：
10.1007/s10327-022-01077-2
发表时间：
2022-07-05
期刊：
JOURNAL OF GENERAL PLANT PATHOLOGY
影响因子：
1.2
作者：
Fitrianti, Aprilia Nur;Mai, Thanh Luan;Toyoda, Kazuhiro
通讯作者：
Toyoda, Kazuhiro

CEP5 peptide negatively modulates defense responses in Arabidopsis thaliana

CEP5 肽负向调节拟南芥的防御反应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Aprilia Nur Fitrianti;Chiaki Itoh;Haruka Hasegawa;Hidenori Matsui;Yoshiteru Noutoshi,　Mikihiro Yamamoto;Yuki Ichinose;Tomonori Shiraishi;Kazuhiro Toyoda
通讯作者：
Kazuhiro Toyoda