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遺伝子細胞工学 (Genetic Engineering)

植物病原菌の病原性と植物病害抵抗性の解析と応用

教員

Yuki ICHINOSE教授: 一瀬 勇規 Prof. Dr. Yuki ICHINOSE
E-mail: yuki@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野:分子植物病理学
植物病原細菌の病害力遺伝子の発現制御機構と機能の解析並びに植物病害防除への応用
Mikihiro YAMAMOTO准教授: 山本 幹博 Assoc. Prof. Dr. Mikihiro YAMAMOTO
E-mail: myama@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野:植物病理学
植物病害の発病過程における特異性決定機構の分子的解析
Hidenori MATSUI助教: 松井 英譲 Assist. Prof. Dr. Hidenori MATSUI
E-mail: hmatsui@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野:植物病理学、植物生理学
植物免疫制御因子の機能解析と耐病性品種作出への応用

主な研究テーマ

 植物病害の制御には病原菌の病原性と, 植物免疫と呼ばれる植物病害抵抗性の解明が重要です。私たちは, 病害防除への応用を視野に入れ, 分子遺伝学的手法を駆使して, 植物病原菌の病原性と植物の病原菌に対する抵抗性機構を遺伝子レベルで解析しています。最近では, 植物病原細菌の鞭毛糖タンパク質フラジェリンが非宿主に対する防御応答と宿主に対する病原性に必要であることなどを見出しました。

植物病原細菌の病原性の解析

・植物病原細菌Pseudomonas syringae には異なる植物を宿主とする多くの病原型が存在します。本菌の病原性にはタイプIII分泌機構, 毒素生産, 運動能, 菌体密度感知機構, バイオフィルム形成能力などを必要としていますが, それら病原性因子が感染のどの段階で必要とされるのか, 病原性遺伝子の時間・空間的発現制御機構を明らかにします。

P. syringae のべん毛とタイプIV線毛による運動能は病害力因子として重要であること、べん毛の主要タンパク質フラジェリンは原核生物では稀な糖タンパク質であり, 非宿主抵抗性を誘導する主要因子であることを見出しました。また、フラジェリン糖鎖修飾酵素遺伝子を欠損させた変異株は運動能が低下することを見出しました。広範囲の植物病原細菌においてフラジェリンは糖鎖修飾されていたことから、糖鎖修飾の阻害は病害力の低下に繋がることが期待されます。

・ナス科植物青枯病菌Ralstonia solanacearum はナス科植物など100種以上の作物に病害を及ぼす難防除性植物病原細菌です。本菌はタイプIII分泌機構により72のエフェクタータンパク質を直接宿主植物細胞質に導入することが知られています。これらエフェクターの機能とそれに対する植物側の応答を解析します。

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植物の非宿主抵抗性の解析

・主にシロイヌナズナ, ベンサミアーナタバコを用いて, 非宿主抵抗性機構を解析しています。植物は病原体由来の分子パターン (PAMPs)として上述のフラジェリンやリポ多糖, DNA, エリシチンなどを認識し, 防御応答を始動することを明らかにしてきました。PAMPsの認識, シグナル伝達, 細胞死などの防御応答に必要な新規の遺伝子を見出し, T-DNA挿入による遺伝子破壊やサイレンシングによる発現抑制, 強発現型形質転換体作出などによりそれらの遺伝子機能を明らかにします。

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左 ) 形質転換された Arabidopsis thaliana
右 ) Nicotiana benthamiana におけるエリシン処理による過敏感細胞死

植物病害の発病過程における特異性決定機構の分子的解析

・宿主植物にのみ毒性を発揮する物質である「宿主特異的毒素」に注目し,その化学構造や植物に対する生理・生化学的作用を研究しています。また,病原菌における宿主特異的毒素合成遺伝子群のクローニング・構造解析によって,病原菌の変異を分子遺伝学的に研究しています。

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研究業績リスト

・Nahar, K., Matsumoto, I., Taguchi, F., Inagaki, Y., Yamamoto, M., Toyoda, K., Shiraishi, T., Ichinose, Y. and Mukaihara, T. (2014) Ralstonia solanacearum type III secretion system effector Rip36 induces hypersensitive response in the nonhost wild eggplant Solanum torvum. Mol. Plant Pathol. 15 (3): 297-303. DOI: 10.1111/mpp.12079
・Ichinose Y, Taguchi F, Mukaihara T (2013) Pathogenicity and virulence factors of Pseudomonas syringae. J. Gen. Plant Pathol. 79 (5) 285-296.
・Taguchi, F. and Ichinose, Y. (2013) Virulence factor regulator (Vfr) controls virulence-associated phenotypes in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605 by a quorum sensing-independent mechanism. Mol. Plant Pathol. 14 (3) 279-292.
・Ichinose, Y., Taguchi, F., Yamamoto, M., Ohnishi-Kameyama, M., Atsumi, T., Iwaki, M., Manabe, H., Kumagai, M., Nguyen, Q. T., Nguyen, C. L., Inagaki, Y., Ono, H., Chiku, K., Ishii, T. and Yoshida, M. (2013) Flagellin glycosylation is ubiquitous in a broad range of phytopathogenic bacteria. J. Gen. Plant Pathol. 79 (5): 359-365.
・Kawakita, Y., Taguchi, F., Inagaki, Y., Toyoda, K., Shiraishi, T. and Ichinose, Y. (2012) Characterization of each aefR and mexT mutant in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. Mol. Genet. Genomics 287: 473-484.
・Nguyen, L.C., Taguchi, F., Tran Q.M., Naito, K., Yamamoto, M., Ohnishi-Kameyama, M., Ono, H., Yoshida, M. Chiku, K., Ishii, T. Inagaki, Y., Toyoda, K., Shiraishi, T. and Ichinose, Y. (2012) Type IV pilin is glycosylated in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605 and required for surface motility and virulence. Mol. Plant Pathol. 13 (7): 764-774.
・一瀬勇規(2012)第4章 細菌病とファイトプラズマ病,新植物病理学概論(白石友紀・秋光和也・一瀬勇規・寺岡 徹・吉川信幸 共著)養賢堂(東京)62-85.
・一瀬勇規・秋光和也・吉川信幸(2012)第12章 植物病理学におけるバイオサイエンス,新植物病理学概論(白石友紀・秋光和也・一瀬勇規・寺岡 徹・吉川信幸 共著)養賢堂(東京)266-280.

卒業生・修了生進路

・学部卒業生:岡山大学等大学院進学,就職(県農業試験場,微研財団,生花関連,製薬関連,IT関連,その他)

・修士卒業生:岡山大学等大学院博士後期課程進学,就職(岡山県,島根県,食品<ヒガシマル醤油,カバヤ,コカコーラ,山田養蜂場, 等>,製薬<アース,中外>,
化学<鐘化,宇部興産>, 化粧品<資生堂,ノエビア>,大学研究補助

・博士卒業生:PD(米国コーネル大,オクラホマ大,フロリダ大
独マックスプランク研,理研,名古屋大),
大学教員(福井県立大,日本大学,大阪大,弘前大,筑波大,岡山大,インドネシア大他)

収穫祭ポスター

 遺伝子細胞工学ユニットポスター2018年