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Exploring the origin of crop pathogens - host-specific toxin producing Alternaria pathogens as the case study

Research Project

Project/Area Number 20K20298
Project/Area Number (Other) 17H06247 (2017-2019)
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund (2020)
Single-year Grants (2017-2019)
Research Field Agricultural and Environmental Biology and related fields
Research InstitutionChubu University (2018-2021)
Nagoya University (2017)

Principal Investigator

TSUGE Takashi  中部大学, 応用生物学部, 教授 (30192644)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 児玉 基一朗  鳥取大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00183343)
足立 嘉彦  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, ユニット長 (70355387)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords植物病原菌 / 菌類 / 植物 / 病原性 / 宿主特異的毒素 / 進化 / 植物病理学
Outline of Research at the Start

農業現場では、新たに育成された作物種や作物品種の導入後、数年のうちに新病害が発生することがしばしば経験されている。新病害が早いタイミングで発生することから、病原菌は栽培開始後に突然変異によって病原菌化したのではなく、すでに土着菌として生息していたと考えられる。病原菌は、どのようにして誕生し、宿主作物と出会うまでどこに生息しているのか?病原菌の起源の解明は、植物病理学分野の重要課題であるが、これまでその情報は偶然の発見に期待するばかりであった。本研究では、申請者らの研究から病原菌化の遺伝子機構が明らかになりつつあるAlternaria alternata病原菌を対象として、病原菌の起源を探る。

Outline of Final Research Achievements

In the agroecosystem, it is often experienced that new diseases occur within several years after introduction of new crop species and cultivars. Because new diseases occur at an early timing, it is thought that the pathogen did not arise by mutation after the initiation of cultivation, but has been already inhabited as a potential pathogen of wild plants.
In this study, we searched for susceptible plants other than host crops of Alternaria pathogens that produce host-specific toxins and succeeded in identifying them. The identified plants included native wild plants, demonstrating that the wild plants have been responsible for the emergence of crop diseases as initial carriers and potential hosts of the pathogens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

農業現場では、新病害の報告が後を絶たない。その一部は、苗、種子などに病原体が付着して海外から持ち込まれたものであるが、我が国で初めて見つかった微生物種や系統(土着微生物)による新病害も多数報告されている。また、近年の新病害の発生には、栽培様式の多様化も関係している。自然界では、土着の潜在的病原菌が、感受性の作物種・作物品種の登場や感染に適した栽培環境の変化を待ち受けているようである。本研究では、Alternaria病原菌を用いて、潜在的病原菌の自然界での生き残りのカギを握る野生宿主の同定に成功した。本研究が、植物病原菌研究における新たな発想に基づく研究モデルの開拓につながることを期待する。

Report

(6 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 2020 2019 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 植物病原菌の宿主選択性:宿主特異的毒素生産菌を例として2021

    • Author(s)
      柘植尚志
    • Journal Title

      生物機能開発研究所紀要

      Volume: 21 Pages: 2-12

    • NAID

      120007036382

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploring the origin of crop pathogens—the case study of host-specific toxin producing pathogens2019

    • Author(s)
      柘植尚志
    • Journal Title

      Japanese Journal of Phytopathology

      Volume: 85 Issue: 3 Pages: 171-174

    • DOI

      10.3186/jjphytopath.85.171

    • NAID

      130007729762

    • ISSN
      0031-9473, 1882-0484
    • Year and Date
      2019-08-25
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Exploring the origin of crop pathogens - host-specific toxin producing pathogens as the case study2019

    • Author(s)
      Tsuge, T.
    • Journal Title

      Journal of General Plant Pathology

      Volume: 95 Issue: 6 Pages: 458-462

    • DOI

      10.1007/s10327-019-00874-6

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      2019 Annual Research Report
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  • [Presentation] Alternaria alternataのACT毒素生産に関与する未知なORFの機能解析2022

    • Author(s)
      有田佳司,津木悠吾,中島健登,田中佐和,増中 章,宮本蓉子,大谷耕平,柘植尚志,山本幹博,望月 進,市村和也,五味剣二,秋光和也
    • Organizer
      日本植物病理学会
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    • Author(s)
      大石好則,播本佳明,八田理恵子,新城明久,張裕介,間瀬千晶,原歩美,川瀬めぐみ,近藤日佳理,後藤千保,宮川泰輝,鈴木侑美,森汐理,赤木靖典,児玉基一朗,秋光和也,山本幹博,柘植尚志,花田耕介
    • Organizer
      植物インフォマティクス研究会
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  • [Presentation] Alternaria alternataのACT毒素生合成遺伝子クラスターに座乗するACTT4の機能解析2021

    • Author(s)
      有田佳司, 津木悠吾, 中島建登, 田中佐和, 増中 章, 宮本蓉子, 大谷耕平, 柘植尚志, 山本幹博, 望月 進, 市村和也, 五味剣二, 秋光和也
    • Organizer
      日本植物病理学会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] リンゴ斑点落葉病菌のユスラウメに対する病原性2020

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      足立嘉彦, 長谷川大士, 上野友暉, 児玉基一朗, 柘植尚志
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      日本植物病理学会関西部会
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      2020 Research-status Report
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      有田佳司, 津木悠吾, 田中佐和, 増中 章, 宮本蓉子, 大谷耕平, 柘植尚志, 山本幹博, 望月 進, 市村和也, 五味剣二, 秋光和也
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      日本植物病理学会関西部会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ACT毒素生合成遺伝子クラスター内の機能未知なORFの分布様式2020

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      津木悠吾,増中 章,宮本蓉子,有田佳司,大谷耕平,柘植尚志,山本幹博,望月 進,五味剣二,市村和也,秋光和也
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      日本植物病理学会大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ACT毒素生合成遺伝子クラスターに座乗するacetyl-CoA dehydrogenaseをコードするORFの機能解析2019

    • Author(s)
      津木悠吾,田中佐和,増中 章,宮本蓉子,大谷耕平,柘植尚志,山本幹博,望月 進,市村和也,五味剣二,秋光和也
    • Organizer
      日本植物病理学会関西部会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Alternaria brown spot病菌ゲノムに座乗するC04558ORF44とC05948ORF45の分布様式2019

    • Author(s)
      中島健登,津木悠吾,田中佐和,増中 章,宮本蓉子,大谷耕平,柘植尚志,山本幹博,望月 進,市村和也,五味剣二,秋光和也
    • Organizer
      日本植物病理学会関西部会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物病原菌の起源を探る-宿主特異的毒素生産菌を例として2019

    • Author(s)
      柘植尚志
    • Organizer
      日本植物病理学会大会
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Alternaria属菌の病原性進化に関する研究2019

    • Author(s)
      児玉基一朗
    • Organizer
      日本植物病理学会大会
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Alternaria alternata のACT 毒素生合成遺伝子クラスターに座乗しているACTT 遺伝子群の機能解析2019

    • Author(s)
      津木悠吾,田中佐和,中島健登,増中 章,宮本蓉子,大谷耕平,柘植尚志,山本幹博,望月 進,市村和也,五味剣二,秋光和也
    • Organizer
      日本植物病理学会大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Alternaria alternata トマト病原型が保有する病原性染色体の起源2019

    • Author(s)
      赤木靖典,柘植尚志,有江 力,児玉基一朗
    • Organizer
      日本植物病理学会大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 宿主特異的毒素の獲得によるAlternaria alternataの病原菌化は適応進化か?2017

    • Author(s)
      柘植尚志
    • Organizer
      日本植物病理学会関西部会シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] コムギ葉枯病菌ゲノムに存在するリンゴ斑点落葉病菌AM毒素生合成遺伝子クラスターの相同領域の機能2017

    • Author(s)
      森 汐理,宮川泰輝,後藤千保,川瀬めぐみ,播本佳明,花田耕介,児玉基一朗,山本幹博,柘植尚志
    • Organizer
      日本植物病理学会関西部会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Book] 植物たちの戦争 病原体との5億年サバイバルレース2019

    • Author(s)
      日本植物病理学会(一瀬勇規,大島研郎,久保康之,高野義孝,竹本大吾、柘植尚志,中屋敷均,増田税,吉田健太郎)
    • Total Pages
      264
    • Publisher
      講談社
    • ISBN
      9784065152164
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-07-21   Modified: 2024-03-26  

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