Plant immunity regulation according to humidity-related cues

根据湿度相关线索进行植物免疫调节

• 批准号: 21H02507
• 负责人: 西條 雄介
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02507/
• 关键词: 植物免疫; 湿度; 免疫受容体; リン酸化; ABA; 植物微生物相互作用; 環境応答; 微生物相互作用

高湿度条件におけるシロイヌナズナと病原細菌・共生微生物との相互作用に着目して、植物が湿度環境変化に応じて免疫・共生を調節する仕組み、並びにその背後にある微生物の感染戦略の解明を推進した。具体的には、病原細菌の増殖や病原性発現が増進する多湿環境で、湿度依存的なトランスクリプトーム変化をRNAシーケンス解析により捕捉するとともに免疫共受容体キナーゼBAK1の相互作用タンパク質に関しても共免疫沈降産物のMS解析によるプロファイリングを行った。得られたリストから重要シグナル制御因子の候補遺伝子について機能欠損変異体を取り寄せ、以下の２つの湿度誘導性の防御応答への影響を調べることで重要シグナル制御因子の選定を進めた。水チャネルPIPファミリーの特定分子種が湿度依存的に免疫共受容体キナーゼBAK1を介してリン酸化・活性化される経路に関しては、湿度誘導性もしくはBAK1と相互作用する膜局在性の受容体様キナーゼや受容体様タンパク質の関与を調べた。湿度上昇により一過的にアブシジン酸（ABA）代謝酵素遺伝子CYP707a3等を誘導する経路に関しては、湿度誘導性の機械刺激チャネルや転写制御因子の関与を調べた。現時点で単独欠損で有意な影響を示す因子の同定に至っていないものの、未解析の因子について解析を進めている。並行して、湿度依存的なリン酸化プロテオーム解析にも着目し、上記の応答の制御因子候補を数多くリスト化することができ、現在、それらの役割について上記と同様に逆遺伝学的解析を進めている。病原細菌エフェクターAvrPtoBについて、遺伝子導入植物を作出し、上記の湿度誘導性防御応答の抑制機構を植物組織・細胞で解析する系を構築した。また、高湿度・通常湿度条件における葉でメタ16S解析を実施し、共生菌叢の群集構造に湿度変化や特定PIP分子種の欠損が与える影響を明らかにした。

重点关注高湿条件下拟南芥与病原菌、共生微生物的相互作用，推动阐明植物响应湿度环境变化调节免疫与共生的机制以及微生物的侵染策略就在这背后。具体来说，在致病菌生长并产生毒力的潮湿环境中，我们将使用 RNA 序列分析来捕获转录组中湿度依赖性的变化，并通过 MS 分析来分析沉降产物。从获得的列表中，我们订购了重要信号调节剂候选基因的功能缺陷突变体，并通过检查它们对以下两种湿度诱导的防御反应的影响来选择重要的信号调节剂。关于水通道 PIP 家族的特定分子种类通过免疫辅助受体激酶 BAK1 以湿度依赖性方式被磷酸化和激活的途径，有一种湿度诱导型或膜定位型受体样受体与BAK1。我们研究了激酶和受体样蛋白的参与。关于由于湿度增加而短暂诱导脱落酸（ABA）代谢酶基因 CYP707a3 的途径，我们研究了湿度诱导的机械刺激通道和转录调节因子的参与。尽管我们尚未确定任何单独分离时会产生显着影响的因素，但我们目前正在分析未分析的因素。与此同时，我们专注于湿度依赖性磷酸化蛋白质组分析，并能够为上述反应创建许多候选调节因子的列表，并且我们目前正在以与上述相同的方式对其作用进行反向遗传分析。我们创建了致病细菌效应子AvrPtoB的转基因植物，并构建了一个系统来分析植物组织和细胞中上述湿度诱导的防御反应的抑制机制。我们还对高湿度和正常湿度条件下的叶片进行了meta-16S分析，阐明了湿度变化和特定PIP分子种类的缺乏对共生菌群群落结构的影响。

项目成果

湿度情報に基づく細胞膜アクアポリンリン酸化制御機構の 解析

基于湿度信息的细胞膜水通道蛋白磷酸化控制机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Nan Gu;Gergo Palfalvi;Yosuke Tamada;角 春佳，倉田 理恵，安田 盛貴，西條 雄介
• 通讯作者: 角 春佳，倉田 理恵，安田 盛貴，西條 雄介

Recognition of microbe/damage-associated molecular patterns by leucine-rich repeat pattern recognition receptor kinases confers salt tolerance in plants

通过富含亮氨酸的重复模式识别受体激酶对微生物/损伤相关分子模式的识别赋予植物耐盐性

• DOI: 10.1094/mpmi-07-21-0185-fi
• 发表时间: 2021
• 期刊: Molecular Plant-Microbe Interactions?
• 作者: Saijo Yusuke;Loo Eliza;Tajima Yuri;Yamada Kohji;Kido Shota;Hirase Taishi;Ariga Hirotaka;Fujiwara Tadashi;Tanaka Keisuke;Taji Teruaki;Somssich Imre;Parker Jane E
• 通讯作者: Parker Jane E

高湿度環境におけるアブ シシン酸の不活性化を介 した細菌抵抗性の解析

高湿环境下脱落酸失活分析细菌耐药性

• 发表时间: 2022
• 作者: 関口敬俊;吉田啓亮;若林憲一;久堀徹;安田 盛貴，平瀬 大志，石崎 遼，鈴木 隆司，篠澤 章久， 四井 いずみ，豊田 正嗣，西 條 雄介
• 通讯作者: 安田 盛貴，平瀬 大志，石崎 遼，鈴木 隆司，篠澤 章久， 四井 いずみ，豊田 正嗣，西 條 雄介

リン枯渇環境におけるダメージ関連パターン受容体を介した植物免疫制御

缺磷环境中损伤相关模式受体介导的植物免疫调节

• 发表时间: 2023
• 作者: 古川倖輝;濱田真平;高橋朋子;浅野吉政;程久美子;古谷朋之，三枝菜摘，山岡尚平，山本千愛，島津舜治，南野尚紀，西浜竜一，石崎公庸，上田貴志， 深城英弘，河内孝之，笠原賢洋，福田裕穂，荒木崇，近藤侑貴;西條 雄介
• 通讯作者: 西條 雄介

高湿度におけるアブシシン酸応答の不活化は病原細菌の水獲得を抑制する

高湿度下脱落酸反应失活可抑制病原菌吸水

• 发表时间: 2023
• 作者: Akagi;C.;Kurihara;Y.;Makita;Y.;Kawaguchi;M.;Tsuge;T.;Aoyama;T.;Matsui;M.;安田盛貴，平瀬大志，石崎遼，鈴木隆司，篠澤章久，上田栞子，四井いずみ，豊田正嗣，西條雄 介
• 通讯作者: 安田盛貴，平瀬大志，石崎遼，鈴木隆司，篠澤章久，上田栞子，四井いずみ，豊田正嗣，西條雄 介