研究・採択情報

植物の免疫系が自身の虫害抵抗性を抑制する仕組みを解明 ~疾病と虫害の防除に期待~

 岐阜大学応用生物科学部の山本 義治 教授は、名古屋大学大学院理学研究科・遺伝子実験施設の多田 安臣 教授、野元 美佳 助教、板谷 知健 博士後期課程学生、森 毅 博士前期課程学生、エジンバラ大学(イギリス)のスティーブン・スプール 教授、マイケル・スケリー 博士研究員、名城大学農学部生物資源学科の塚越 啓央 准教授、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所の東山 哲也 教授、桑田 啓子 特任講師、時澤 睦朋 博士研究員、名古屋大学大学院生命農学研究科の森 仁志 教授、中部大学応用生物学部の鈴木 孝征 准教授、京都大学理学研究科の松下 智直 教授との共同研究で、植物の免疫系が自身の虫害抵抗性を抑制する仕組みを新たに発見しました。
 植物は、ヒトなどの動物と同様に高度な免疫系を保有しており、植物が細菌やウイルスなどを感知すると、免疫系を活性化することで病原体の感染を防除します。一方、植物は虫害防御システムも備えており、昆虫が葉を摂食すると、植物は忌避物質注1)などを生成することで虫害を防ぎます。この免疫系と虫害防御システムは、拮抗的な関係にあり、免疫系を活性化している植物は、虫害被害を受けやすくなることが知られていますが、その仕組みは長年謎のままでした。
 本研究では、免疫系の活性化因子であるNPR1タンパク質が、虫害防御システムの活性化因子であるMYC転写因子注2)と結合することで、MYC転写因子による虫害抵抗性遺伝子の発現を抑制することを明らかにしました。
 本研究成果は2021年12月15日午前1時(日本時間)付アメリカ科学誌「Cell Reports」オンライン版で発表されました。

  • 注1) 忌避物質:昆虫などの動物に対して摂食や産卵行動を抑制する効能のある物質の総称。
  • 注2) 転写因子:DNAに結合し、遺伝情報を読み取ることで、遺伝子の機能発現を担う因子。
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図.植物の免疫系がNPR1タンパク質を介して虫害防御システムを阻害するモデル
(クリックすると拡大します)

発表のポイント

  • 植物は、病原菌などを感知して免疫系を活性化すると、虫害の被害が拡大する。
  • 免疫系の活性化因子であるNPR1が、虫害抵抗性を誘導するMYC転写因子の機能を阻害することを明らかにした。
  • 病害と虫害の両方に強い作物品種の開発に期待できる。

詳しい研究内容について

植物の免疫系が自身の虫害抵抗性を抑制する仕組みを解明
 ~疾病と虫害の防除に期待~

論文情報

  • 雑誌名:Cell Reports
  • 論文名:
    Suppression of MYC transcription activators by the immune cofactor NPR1 fine-tunes plant immune responses
  • 著 者:
    Mika Nomoto, Michael J. Skelly, Tomotaka Itaya, Tsuyoshi Mori, Takamasa Suzuki, Tomonao Matsushita, Mutsutomo Tokizawa, Keiko Kuwata, Hitoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Tetsuya Higashiyama, Hironaka Tsukagoshi, Steven H. Spoel, and Yasuomi Tada
  • DOI番号:10.1016/j.celrep.2021.110125

2021.12.15

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