遺伝子細胞工学
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
 | 教授： 一瀬 勇規 Prof. Dr. ICHINOSE Yuki 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 |
 | 准教授： 松井 英譲 Assoc. Prof. MATSUI Hidenori 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、病原菌の病原性の理解と、植物免疫と呼ばれる植物病害抵抗性を解明することが重要です。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、植物病原細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。
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（図1）。
・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（図2）。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。
植物病原細菌の病原力発現機構の解明
・植物病原菌は、宿主植物に感染を成立させるために、様々な分子機構を進化させています。宿主植物に感染を成立させることができる植物病原細菌でも、その病原力は異なります。植物病原細菌が有する病原力発揮に重要な分子機構を明らかにすることができれば、病害防除に役立つ効率的な薬剤開発や、感染予防法の確立にも繋がると期待されます。現在、複数の菌株間の比較ゲノム解析を通じて、病原力に重要な遺伝子領域の探索を進めています(図３)。
図3_Pta6605_photo
植物病原細菌の走化性機構の解明
・植物病原細菌が宿主植物への感染を成立させるためには、自然開口部にたどり着く必要があります。植物病原細菌はどのように宿主植物の自然開口部を認識し、宿主植物を発病に至らしめているのでしょうか？そのカギを握るのが走化性と呼ばれる細菌の感染行動です。植物病原細菌はさまざまな化学物質を認識する受容体を有しており、宿主植物を感知していると考えられています。私たちは、植物病原細菌が持つ受容体の変異体を作出し、その役割を明らかにすることで、植物病原細菌の感染戦略を明らかにすることを目指しています。
研究室での研究風景
研究業績リスト
2023
・Nishikawa, M., Katsu, K., Koinuma, H., Hashimoto, M., Neriya, Y., Matsuyama, J., Yamamoto, T., Suzuki, M., Matsumoto, O., Matsui, H., Nakagami, H., Maejima, K., Namba, S., Yamaji, Y. Interaction of EXA1 and eIF4E Family Members Facilitates Potexvirus Infection in Arabidopsis thaliana. Journal of Virology. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.00221-23
・Ichinose, Y., Watanabe, Y., Tumewu, S. A., Matsui, H., Yamamoto, M., Nouthoshi, Y., Toyoda, Y. Physiological and Molecular Plant Pathology, 124, March 2023, 101970. Requirement of chemotaxis and aerotaxis in host tobacco infection by Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605
https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2023.101970
2022
・Tumewu, S. A., F., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Ichinose, Y. (2022) Identification of aerotaxis receptor proteins involved in host plant infection by Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. Microbes and Environments 37, ME21076. https://doi.org/10.1264/jsme2.ME21076
・Kashihara, S.¶, Nishimura, T.¶, Noutoshi, Y., Yamamoto, M., Toyoda, T., Ichinose, Y., Matsui, H. (2022) HopAZ1, a type III effector of Pseudomonas amygdali pv. tabaci, induces a hypersensitive response in tobacco wildfire-resistant Nicotiana tabacum "N509". Molecular Plant Pathol. DOI: 10.1111/mpp.13198 ¶: co-first author
・松井英譲・黒江香那・樫原沙知・西村隆史・山本幹博・一瀬勇規 (2022) Pseudmonas syringae pv. tabaciが標的とする宿主因子の網羅的な同定に向けて．日本植物病理学会 植物感染生理談話会論文集，56，55-64
2021
・Laili, N., Mukaihara, T., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Ichinose, Y. (2021) Role of Trehalose Synthesis in Ralstonia syzygii subsp. indonesiensis PW1001 in Inducing Hypersensitive Response on Eggplant (Solanum melongena cv. Senryo-nigou). Plant Pathol. J. Dec;37(6):566-579. doi: 10.5423/PPJ.OA.06.2021.0087.
・Tumewu. S. A., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Ichinose, Y. (2021) Identification of chemoreceptor proteins for amino acids involved in host plant infection in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. Microbiological Research 253, 126869, https://authors.elsevier.com/c/1dq8c3MmJPkciM
・Nahar, K., Mukaihara, T., Taguchi, F., Matsui, H., Yamamoto, M., Toyoda, K., Noutoshi, Y., Shiraishi, T., Ichinose, Y. (2021) HopH1 effectors of Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 and pv. syringae B728a induce HR cell death in nonhost eggplant Solanum torvum. J. Gen. Plant Pathol. 87 (1), 24-29. doi.org/10.1007/s10327-020-00961-z
・Tumewu, S. A., Ogawa, Y., Okamoto, T., Sugihara, Y., Yamada, H., Taguchi, F., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K. and Ichinose, Y. (2021) Cluster II che genes of Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605, orthologs of cluster I in Pseudomonas aeruginosa, are required for chemotaxis and virulence. Mol. Genet. Genomics 296 (2): 299-312. doi: 10.1007/s00438-020-01745-y.
・Ogura, K., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Taguchi, F. and Ichinose, Y. (2021) Vfr targets promoter of genes encoding methyl-accepting chemotaxis protein in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. Biochemistry and Biophysics Reports, 26: 100944.
・Matsui, H., Nishimura, T., Asai, S., Masuda, S., Shirasu, K., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., & Ichinose, Y. (2021). Complete genome sequence of pseudomonas amygdali pv. tabaci strain 6605, a causal agent of tobacco wildfire disease. Microbiology Resource Announcements, 10(28), e00405-21. https://doi.org/10.1128/MRA.00405-21
2020
・Ichinose, Y., Tasaka, Y., Yamamoto, S., Inoue, Y., Takata, M., Nakatsu, Y., Taguchi, F., Yamamoto, M., Toyoda, K., Noutoshi, Y. and Matsui, H. (2020) PsyR, a transcriptional regulator in quorum sensing system, binds lux box-like sequence in psyI promoter without AHL quorum sensing molecules and activates psyI transcription with AHL in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. J. Gen. Plant Pathol. 86, 124-133.
・Matsui, H¶., Iwakawa, H¶., Hyon, G. S¶., Yotsui, I., Katou, S., Monte, I., Nishihama, R., Franzen, R., Solano, R. and Nakagami, H. (2020) Isolation of natural fungal pathogens from Marchantia polymorpha reveals antagonism between salicylic acid and jasmonate during liverwort-fungus interactions. Plant and Cell Physiology. 1;61(2):265-275. doi: 10.1093/pcp/pcz187 ¶ co-first author
・Ichinose, Y., Nishimura, T., Harada, M., Kishiwagi, R., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Taguchi, F., Takemoto, D., Matsui, H. (2020) Role of two sets of RND-type multidrug efflux pump transporter genes, and in virulence of pv. 6605. 36 (2), 148-156. https://doi.org/10.5423/PPJ.OA.11.2019.0273
・Tumewu, S. A., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Ichinose, Y. (2020) Requirement of γ-aminobutyric acid chemotaxis for virulence of Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. Microbes and Environments 35, ME20114, https://doi.org/10.1264/jsme2.ME20114
・Nakano, M., Ichinose, Y., Mukaihara, T. (2020) Ralstonia solanacearum type III effector RipAC targets SGT1 to suppress effector-triggered immunity. Plant Cell Physiol. 61, 12: 2067-2076. DOI: 10.1093/pcp/pcaa122
・一瀬勇規（2020）抗菌性物質分解酵素 植物病理学第２版 眞山滋志・土佐幸雄編 文永堂出版（東京）265-267.
・一瀬勇規・津下誠治（2020）細菌の病原性発現機構 植物病理学第２版 眞山滋志・土佐幸雄編 文永堂出版（東京）267-276.
2019
・Buscaill, P., Chandrasekar, B., Sanguankiattichai, N., Kourelis, J., Kaschani, F., Thomas, E.L., Morimoto, K., Kaiser, M., Preston, G.M., Ichinose, Y. and van der Hoorn, R.A.L. (2019) Glycosidase and glycan polymorphism control hydrolytic release of immunogenic flagellin peptides. Science (6436) eaav0748.
・Nakatsu, Y., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K. and Ichinose, Y. (2019) Quorum-dependent expression of rsmX and rsmY noncoding small RNA in Pseudomonas syringae. Microbiol. Res. 223-225, 72-78.
・Iwamoto, K., Takamatsu, S. and Yamamoto, M. (2019) A host-specific toxin produced by the causal pathogen of black spot of peach. J. Gen. Plant Pathol. 85, 395-400.
・Ushijima, K. and Yamamoto, M. (2019) A Sequence Resource of Autosomes and Additional Chromosomes in the Peach Pathotype of Alternaria alternata. Mol. Plant-Microbe Interact. 32, 1273-1276.
・Murata, M., Nakai, Y., Kawazu, K., Ishizaka, M., Kajiwara, H., Abe, H., Takeuchi, K., Ichinose, Y., Mitsuhara, I., Mochizuki, A. and Seo, S. (2019) Loliolide, a carotenoid metabolite, is a potential endogenous inducer of herbivores resistance. Plant Physiol. 179: 1822-1833.
・一瀬勇規・高野義孝（2019）第３章 植物はどうやって病気から自らの身を守るのか 植物たちの戦争 日本植物病理学会編著 講談社（東京）81-124.
教育・研究受賞等リスト
・日本植物病理学会大会 2022 3. 27-29.（令和４年度）学生優秀発表賞 黒江 香那「タバコ野火病菌のType Ⅲエフェクターが標的とする宿主因子の網羅的同定にむけて」https://www.ppsj.org/about-award.html#a_004_award
・日本植物病理学会 令和４年度（第56回）感染生理談話会 2022. 9. 5-7.学生優秀発表賞 黒江 香那「タバコ野火病菌のType II effectorの標的宿主因子の同定にむけた試み」https://sites.google.com/view/pmis2022/
・12th Japan-US Seminar in Plant Pathology 2022. 8. 28. - 9. 2. Cornell University, Ithaca NY, USA ‘Hitoshi Kunoh and Dallice Mills Early Career Travel Awardees’ Yuta Watanabe, Identification of aeroreceptor proteins involved in host tobacco infection in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605. https://blogs.cornell.edu/12thusjapan/
・樫原沙知 岡山大学大学院 環境生命科学研究科長賞 令和4年3月25日
・黒江加奈 岡山大学 学会賞等受賞者表彰 令和4年9月28日
卒業生・修了生進路
・学部卒業生：岡山大学等大学院博士前期課程等進学，就職（県農業試験場，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等進学，就職（国家公務員，県職員，食品，製薬，農薬，化学, 化粧品など）
・博士卒業生：大学教員（岡山大、福井県立大，日本大学，大阪大，弘前大，筑波大，インドネシア大 他），理化学研究所、企業（Syngenta Vietnam Co. Ltd）他
研究室ホームページ
・https://hidenorimatsui.wixsite.com/website-1