冈山大学

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探明感知植物病原菌的传感器的进化历史~期待提高世界两大谷物对稻瘟菌的抵抗力~

July 30, 2024

◆发表要点

  • • 调查了水稻病害免疫受体(传感器)基因的进化历史。
  • • 在进化过程中,发现因基因重复而增加到两个的免疫诱导型免疫受体中的一个分化为传感器型,新认识到了稻瘟病菌。
  • • 我们发现免疫诱导型受体和传感器型受体作为一对NLR蛋白共同起到一种免疫受体的作用。

  植物具有NLR型免疫受体,其作用是为了保护身体不受病虫害,找到病虫害的传感器。植物拥有大量这种NLR型免疫受体基因,这被认为是植物强大防御系统的秘密。冈山大学资源植物科学研究所河野洋治教授与中国科学院CAS Center for Excellence in Molecular Plant Science等研究机构合作,分析了NLR型免疫受体基因的进化历史。其结果,明确了对水稻的重大疾病--稻瘟病提高抵抗力的机制。河野教授等人发现,在进化过程中,一个NLR型免疫受体基因因基因重复而增加到两个,各自承担了不同的作用。一个是找到病原体的“传感器”的作用,另一个是实际引起免疫反应的“免疫诱导”的作用。通过这两种基因的协同作用,我们发现它们更有效地保护植物免受疾病的侵害。该研究成果于2024年5月30日刊登在科学杂志「Nature Communications」上。
 今后,通过进一步推进这项研究,有可能产生一种用一种免疫受体能够识别多种稻瘟病菌的“人工免疫受体”。这不仅可以应用于水稻,还可以应用于最近稻瘟病不断扩大的小麦。也就是说,世界主要的谷物水稻和小麦都有可能提高对稻瘟病的抵抗力。这项研究可以说是开发保护作物不受威胁我们粮食生产的疾病侵害的新方法的重要一步。

◆研究者寄语

■论文信息
论 文 名:An NLR paralog Pit2 generated from tandem duplication of Pit1 fine-tunes Pit1 localization and function
刊登杂志:Nature Communications
著  者:Yuying Li, Qiong Wang, Huimin Jia, Kazuya Ishikawa, Ken-Ichi Kosami, Takahiro Ueba, Atsumi Tsujimoto, Miki Yamanaka, Yasuyuki Yabumoto, Daisuke Miki, Eriko Sasaki, Yoichiro Fukao, Masayuki Fujiwara, Takako Kaneko-Kawano, Li Tan, Chojiro Kojima, Rod A Wing, Alfino Sebastian, Hideki Nishimura, Fumi Fukada, Qingfeng Niu, Motoki Shimizu, Kentaro Yoshida, Ryohei Terauchi, Ko Shimamoto, Yoji Kawano
D O I:10.1038/s41467-024-48943-5
U R L:https://www.nature.com/articles/s41467-024-48943-5

■研究资金
 本研究受科学研究费补助事业(23H02213;20H02988;17K07668;26113712;24113515)、日本学术振兴会双边交流事业(JPJSBP20237408)的补助实施。

<详细研究内容>
探明感知植物病原菌的传感器的进化历史~期待提高世界两大谷物对稻瘟菌的抵抗力~


<咨询>
冈山大学 资源植物科学研究所
教授 河野 洋治
(电话) 086-434-1242

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