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Studies on host switching mechanism of phytoplasma infecting plants and insects

Research Project

Project/Area Number 20H02991
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

Oshima Kenro  法政大学, 生命科学部, 教授 (00401183)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsファイトプラズマ / ゲノム / 分泌タンパク質 / ホストスイッチング / 宿主
Outline of Research at the Start

昆虫によって媒介される植物病原体は、地球温暖化とともにその感染範囲を拡大させており、こうした病気を防ぐことが近年の重要な課題となっています。ファイトプラズマは、植物に寄生して世界中で多くの農作物に被害を与える病原微生物です。ファイトプラズマは、ヨコバイなどの昆虫により媒介され、昆虫と植物の宿主間を水平移動する「ホストスイッチング」により感染を拡大する特殊な能力を有しています。ファイトプラズマはどのようにして宿主をあやつり、昆虫と植物という全く異なる宿主に感染しているのでしょうか? この疑問を解決するため、本研究ではファイトプラズマのホストスイッチングの分子メカニズムを解明することを目指します。

Outline of Final Research Achievements

Phytoplasmas are pathogenic bacteria that parasitize plant cells and cause various diseases. They spread their infection by host switching, which involves horizontal movement between two hosts, the plant host and the insect vector. In this study, we focused on the molecular mechanism by which phytoplasmas manipulate their hosts, and aimed to analyze the functions of secreted proteins that control host cell functions. A comprehensive search and phylogenetic analysis of PHYL proteins, which cause a phyllody disease, suggested that PHYL has evolved independently of the evolution of phytoplasmas themselves. In addition, analysis of the mechanism of SEP3 degradation by PHYL suggested that PHYL degrades SEP3 in a ubiquitin-independent manner.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ファイトプラズマは植物に寄生して病気を引き起こす病原細菌です。ファイトプラズマは昆虫によって媒介されますが、このような植物病原体は地球温暖化とともにその感染範囲を拡大させており、近年の重要な課題となっています。本研究ではファイトプラズマが宿主を操作する分子メカニズムを解析することを目的としました。ファイトプラズマが分泌するタンパク質の一つであるPHYLについて調べたところ、PHYLは植物のSEP3をユビキチン非依存的に分解することがわかりました。ユビキチン化を必要としないユニークな分解機構は他の生物では見られないものであり、ファイトプラズマの宿主操作を解明する上での重要な知見が得られました。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (59 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 5 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Target degradation specificity of phytoplasma effector phyllogen is regulated by the recruitment of host proteasome shuttle protein2023

    • Author(s)
      Suzuki Masato、Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Matsuyama Juri、Matsumoto Oki、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Molecular Plant Pathology

      Volume: 25 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1111/mpp.13410

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overview of phytoplasma diseases in Asian countries2023

    • Author(s)
      Tiwari Ajay Kumar、Gazel Mona、Yadav Amit、Al-Sadi Abdullah M.、Abeysinghe Saman、Nejat Naghmeh、Oshima Kenro、Bertaccini Assunta、Rao Govind P.
    • Journal Title

      Diversity, Distribution, and Current Status

      Volume: 1 Pages: 1-30

    • DOI

      10.1016/b978-0-323-91896-1.00016-7

    • ISBN
      9780323918961
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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characteristic features of genome and pathogenic factors of phytoplasmas2023

    • Author(s)
      Endo Ai、Oshima Kenro
    • Journal Title

      Characterization, Epidemiology, and Management

      Volume: 3 Pages: 187-194

    • DOI

      10.1016/b978-0-323-91671-4.00004-6

    • ISBN
      9780323916714
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  • [Journal Article] Molecular mechanisms of plant manipulation by secreting effectors of phytoplasmas2023

    • Author(s)
      Oshima Kenro、Maejima Kensaku、Isobe Yuta、Endo Ai、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Physiological and Molecular Plant Pathology

      Volume: 125 Pages: 102009-102009

    • DOI

      10.1016/j.pmpp.2023.102009

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  • [Journal Article] Distribution, diversity, and status of phytoplasma in Japan2023

    • Author(s)
      Endo Ai、Oshima Kenro
    • Journal Title

      Diversity, Distribution, and Current Status

      Volume: 1 Pages: 225-231

    • DOI

      10.1016/b978-0-323-91896-1.00019-2

    • ISBN
      9780323918961
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    • Author(s)
      Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Matsumoto Oki、Suzuki Masato、Matsuyama Juri、Koinuma Hiroaki、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 14 Pages: 917-917

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1058059

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    • Author(s)
      Ryosuke Tokuda, Nozomu Iwabuchi, Yugo Kitazawa, Takamichi Nijo, Masato Suzuki, Kensaku Maejima, Kenro Oshima, Shigetou Namba, Yasuyuki Yamaji
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 14 Pages: 1132432-1132432

    • DOI

      10.3389/fgene.2023.1132432

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  • [Journal Article] Survival strategy of phytoplasmas suggested from genomic and virulence factor research2023

    • Author(s)
      Oshima Kenro、Maejima Kensaku、Kitazawa Yugo、Isobe Yuta、Endo Ai、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Phytopathogenic Mollicutes

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1-2

    • DOI

      10.5958/2249-4677.2023.00001.4

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  • [Journal Article] A phytoplasma effector acts as a ubiquitin-like mediator between floral MADS-box proteins and proteasome shuttle proteins2022

    • Author(s)
      Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Sasano Momoka、Matsumoto Oki、Koinuma Hiroaki、Tokuda Ryosuke、Suzuki Masato、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 34 Issue: 5 Pages: 1709-1723

    • DOI

      10.1093/plcell/koac062

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  • [Journal Article] Revision of the ‘Candidatus Phytoplasma’ species description guidelines2022

    • Author(s)
      Bertaccini Assunta、Arocha-Rosete Yaima、Contaldo Nicoletta、Duduk Bojan、Fiore Nicola、Montano Helena Guglielmi、Kube Michael、Kuo Chih-Horng、Martini Marta、Oshima Kenro、Quaglino Fabio、Schneider Bernd、Wei Wei、Zamorano Alan
    • Journal Title

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      Volume: 72 Issue: 4 Pages: 005353-005353

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005353

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enrichment of phytoplasma genome DNA through a methyl-CpG binding domain-mediated method for efficient genome sequencing2021

    • Author(s)
      Nijo Takamichi、Iwabuchi Nozomu、Tokuda Ryosuke、Suzuki Takumi、Matsumoto Oki、Miyazaki Akio、Maejima Kensaku、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Journal of General Plant Pathology

      Volume: 87 Issue: 3 Pages: 154-163

    • DOI

      10.1007/s10327-021-00993-z

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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Molecular biological study on the survival strategy of phytoplasma2021

    • Author(s)
      Oshima, K.
    • Journal Title

      Journal of General Plant Pathology

      Volume: 87 Issue: 6 Pages: 403-407

    • DOI

      10.1007/s10327-021-01027-4

    • NAID

      130008088751

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  • [Journal Article] Functional variation in phyllogen, a phyllody‐inducing phytoplasma effector family, attributable to a single amino acid polymorphism2020

    • Author(s)
      Iwabuchi Nozomu、Kitazawa Yugo、Maejima Kensaku、Koinuma Hiroaki、Miyazaki Akio、Matsumoto Ouki、Suzuki Takumi、Nijo Takamichi、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Molecular Plant Pathology

      Volume: 21 Issue: 10 Pages: 1322-1336

    • DOI

      10.1111/mpp.12981

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  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの分泌タンパク質HYDE5はGATA転写因子HANをユビキチン非依存的に分解する2024

    • Author(s)
      阪田さわ子, 遠藤藍, 石曽根翔子, 鈴木杏奈, 前島健作, 山次康幸, 大島研郎
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  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの分泌タンパク質HYDE5はGATAおよびSPL転写因子を選択的に分解する2024

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      遠藤藍, 阪田さわ子, 石曽根翔子, 鈴木杏奈, 前島健作, 山次康幸, 大島研郎
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      浅見麻理菜, 伊藤愛, 嶋村茉有子, 林優介, 前島健作, 山次康幸, 大島研郎
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      岩渕望, 徳田遼佑, 北沢優悟, 鈴木拓海, 宮﨑彰雄, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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  • [Presentation] PMUに座乗するファイロジェンの葉化誘導能の比較2024

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      徳田遼佑, 前島健作, 岩渕望, 北沢優悟, 松本旺樹, 鈴木誠人, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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  • [Presentation] イネ黄萎病ファイトプラズマのファイロジェンに見出された特異な分解標的スペクトラム2024

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      北沢優悟, 鈴木誠人, 岩渕望, 前島健作, 松山樹立, 松本旺樹, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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  • [Presentation] ファイロジェンの分解標的特異性はプロテアソーム関連因子との相互作用による制御を受ける2024

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      鈴木誠人, 北沢優悟, 岩渕望, 前島健作, 松山樹立, 松本旺樹, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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  • [Presentation] Survival strategy of phytoplasmas suggested from genomic and virulence factor research2023

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      Oshima, K
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  • [Presentation] Molecular mechanisms of plant manipulation by phytoplasmas2023

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      Oshima, K
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  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの分泌タンパク質HYDE5はGATA転写因子HANを分解する2023

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      遠藤藍, 石曽根翔子, 鈴木杏奈, 阪田さわ子, 前島健作, 山次康幸, 大島研郎
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      令和5年度日本植物病理学会大会
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      令和5年度日本植物病理学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイロジェンとMADSドメイン転写因子の結合に影響するアミノ酸残基はひとつの相互作用面を形成する2023

    • Author(s)
      北沢優悟, 松山樹立, 岩渕望, 前島健作, 松本旺樹, 鈴木誠人, 鯉沼宏章, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
    • Organizer
      令和5年度日本植物病理学会大会
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  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンの標的認識に関わる新規アミノ酸残基の網羅的探索2023

    • Author(s)
      松山樹立, 北沢優悟, 岩渕望, 前島健作, 松本旺樹, 鈴木誠人, 鯉沼宏章, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
    • Organizer
      令和5年度日本植物病理学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular characterization of phytoplasma by genomic research2022

    • Author(s)
      Oshima, K.
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日本各地に被害をもたらすホルトノキ萎黄病のファイトプラズマ種の同定2022

    • Author(s)
      遠藤藍, 岩渕望, 前島健作, 難波成任, 大島研郎
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第49回学術集会
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  • [Presentation] ファイロジェンは宿主因子の保存領域に結合する2022

    • Author(s)
      鈴木誠人, 北沢優悟, 岩渕望, 松本旺樹, 山本桐也, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
    • Organizer
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  • [Presentation] ファイロジェンはユビキチン非依存的プロテアソーム分解により標的を分解するユニークな病原性因子である2022

    • Author(s)
      北沢優悟, 岩渕望, 松本旺樹, 鈴木誠人, 笹野百花, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第49回学術集会
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  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンは2種類の宿主因子の相互作用を仲介する2022

    • Author(s)
      松本旺樹, 北沢優悟, 岩渕望, 鯉沼宏章, 鈴木誠人, 徳田遼佑, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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      日本マイコプラズマ学会第49回学術集会
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  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの分泌タンパク質HYDE5の機能解析2022

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      遠藤藍、石曽根翔子、鈴木杏奈、前島健作、山次康幸、大島研郎
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      北沢優悟、岩渕望、松本旺樹、鈴木誠人、笹野百花、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
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  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマHP系統のドラフトゲノム解析2021

    • Author(s)
      鈴木拓海、二條貴通、徳田遼佑、岩渕望、松本旺樹、宮﨑彰雄、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第48回学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 効率的なゲノム解読に向けたファイトプラズマDNA濃縮系の構築2021

    • Author(s)
      二條貴通、鈴木拓海、岩渕望、徳田遼佑、松本旺樹、宮﨑彰雄、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第48回学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物も感染症と闘っている2021

    • Author(s)
      大島研郎
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第48回学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ファイトプラズマの生存戦略の分子生物学的研究2021

    • Author(s)
      大島研郎
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ファイトプラズマの浸透圧調節タンパク質MscLの機能解析2021

    • Author(s)
      三部貴裕、桂田祐志、前島健作、大島研郎
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイトプラズマのCspCは翻訳を促進するRNAシャペロンとして働く2021

    • Author(s)
      御舩淳紀、前島健作、大島研郎
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイトプラズマのDegQのプロテアーゼ活性に重要なアミノ酸残基の特定2021

    • Author(s)
      小田秀将、前島健作、大島研郎
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] フィールドサンプルからの効率的なファイトプラズマゲノム解読系の構築2021

    • Author(s)
      二篠貴通、岩淵望、徳田遼佑、鈴木拓海、松本旺樹、宮崎彰雄、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンの網羅的探索2021

    • Author(s)
      岩淵望、北沢優悟、松本旺樹、鈴木拓海、宮崎彰雄、二條貴通、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 葉化誘導能をもたないファイロジェングループの特定2021

    • Author(s)
      松本旺樹、岩淵望、北沢優悟、鈴木拓海、鯉沼宏章、宮崎彰雄、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイロジェンの葉化誘導能は1アミノ酸の多型によって制御される2021

    • Author(s)
      北沢優悟、岩淵望、松本旺樹、鈴木拓海、鯉沼宏章、二條貴通、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] タバコ茎えそウイルスベクターを用いたシロイヌナズナにおけるファイトプラズマエフェクター効率的発現系の構築2020

    • Author(s)
      岩渕望、北沢優悟、松本旺樹、鈴木拓海、前島健作、大島研郎、難波成任、山次康幸
    • Organizer
      令和2年度日本植物病理学会 関東部会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの分泌タンパク質遺伝子の探索2020

    • Author(s)
      遠藤 藍、石曽根翔子、鈴木杏奈、二條貴通、前島健作、大島研郎
    • Organizer
      日本マイコプラズマ学会第47回学術集会
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] 植物医科学2022

    • Author(s)
      濱本宏, 鍵和田聡, 前島健作, 難波成任, 大島研郎, 山次康幸
    • Total Pages
      544
    • Publisher
      養賢堂
    • ISBN
      4842505842
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      2021 Annual Research Report
  • [Book] 植物病理学の基礎2021

    • Author(s)
      代表編著者:夏秋啓子、編著者:根岸寛光、夏秋知英、濱本宏、篠原弘亮、著者:大島研郎、他21名
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      農山漁村文化協会
    • ISBN
      9784540161865
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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