【岡山大学】植物の病原菌を感知するセンサーの進化の歴史を解明～世界の二大穀物のいもち病菌に対する抵抗力向上に期待

2024（令和6）年 8月 2日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• イネの病害虫に対する免疫受容体（センサー）遺伝子の進化の歴史を調べました。

• 進化の過程で遺伝子重複により二つに増加した免疫誘導型免疫受容体のうちの一つがセンサー型へと分化し、新たにいもち病菌を認識したことを発見しました。

• 免疫誘導型受容体とセンサー型受容体は、協調してペアNLRタンパク質として一つの免疫受容体として働くことを見出しました。

◆概 要

　植物は、病害虫から身を守るために病害虫を見つけるセンサーの役割を担うNLR型免疫受容体を持っています。植物は、このNLR型免疫受容体の遺伝子を数多く持っており、これが植物の強力な防御システムの秘密だと考えられています。

　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）の高等先鋭研究院を構成するひとつである資源植物科学研究所の河野洋治教授は、中国科学院CAS Center for Excellence in Molecular Plant Scienceなどの研究機関と協力して、NLR型免疫受容体遺伝子の進化の歴史を解析しました。

　その結果、イネの重大な病気であるいもち病に対して抵抗力を高める仕組みを明らかにしました。

　河野教授らは、進化の過程で一つのNLR型免疫受容体遺伝子が遺伝子重複により二つに増え、それぞれが異なる役割を担うようになったことを発見しました。一つは病原体を見つける「センサー」の役割、もう一つは実際に免疫反応を引き起こす「免疫誘導」の役割です。これら二つの遺伝子が協力して働くことで、より効果的に病気から植物を守っていることがわかりました。

　この研究成果は、2024年5月30日に科学雑誌「Nature Communications」に掲載されました。

　今後、この研究をさらに進めることで、一つの免疫受容体で多くの種類のいもち病菌を認識できる「人工免疫受容体」を作り出せる可能性があります。これは、イネだけでなく、最近いもち病が広がりつつあるコムギにも応用できると期待されています。つまり、世界の主要な穀物であるイネとコムギの両方で、いもち病への抵抗力を高められる可能性があるのです。この研究は、私たちの食糧生産を脅かす病気から作物を守る新しい方法の開発につながる重要な一歩といえるでしょう。

　本情報は、2024年7月30日に開催された岡山大学定例記者会見で公開されました。

◆論文情報
　論 文 名：An NLR paralog Pit2 generated from tandem duplication of Pit1 fine-tunes Pit1 localization and function
　掲 載 紙：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

◆研究資金
　本研究は、科学研究費助成事業(23H02213; 20H02988; 17K07668; 26113712; 24113515)、日本学術振興会 二国間交流事業 (JPJSBP20237408)の助成を受け実施しました。

◆詳しい研究内容について
　植物の病原菌を感知するセンサーの進化の歴史を解明～世界の二大穀物のいもち病菌に対する抵抗力向上に期待～

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240730-5.pdf

◆参 考

・岡山大学資源植物科学研究所
　https://www.rib.okayama-u.ac.jp/

・岡山大学資源植物科学研究所 植物免疫デザイングループ

　https://www.rib.okayama-u.ac.jp/plant_design/

岡山大学資源植物科学研究所（倉敷市）

◆本件お問い合わせ先

　岡山大学資源植物科学研究所 教授　河野洋治（かわの　ようじ）
　〒710-0046 岡山県倉敷市中央2-20-1

　TEL：[phone]

　https://www.rib.okayama-u.ac.jp/plant_design/

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　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

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　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
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　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

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  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html