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Development of strigolactone analogues capable of modifying the composition of the arbuscular mycorrhizal fungal community

Research Project

Project/Area Number 20K20452
Project/Area Number (Other) 19H05537 (2019)
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund (2020)
Single-year Grants (2019)
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022)
Osaka Prefecture University (2019-2021)

Principal Investigator

Akiyama Kohki  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (20285307)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥25,350,000 (Direct Cost: ¥19,500,000、Indirect Cost: ¥5,850,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Keywordsアーバスキュラー菌根菌 / ストリゴラクトン / 菌根菌叢
Outline of Research at the Start

アーバスキュラー菌根菌 (AM菌) は80%以上もの陸上植物と幅広く共生できるにも関わらず、フィールドでは特定のAM菌と植物とがパートナー関係を結ぶ傾向が見られる。その分子機構として、植物種によって化学構造が大きく異なる非典型的ストリゴラクトン(SL)がその植物種に固有の共生シグナルとして特定のAM菌を誘引している可能性が示唆されている。本研究では、非典型的SLによる種特異的な菌根菌叢形成の分子基盤を解明すると共に、非典型的SLをリードとして特定のAM菌種を個々に活性化できるAM菌種選択的SLアゴニストを創製することにより菌根菌叢を化学的に制御できる革新的技術を開発する。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a technique for modifying the composition of arbuscular mycorrhizal fungal communities using synthetic analogues of non-canonical strigolactone (SL). Various analogues of methyl carlactonoate (MeCLA) with a para-substituted benzene in the A-ring were newly synthesized. It was found that the hyphal branching activity in germinating spores of the AM fungus G. margarita could be regulated by varying the carbon chain length of the alkyl substituent. In a fungal composition assay using a synthetic community involving three AM fungi, Rhizophagus irregularis, R. clarus, and G. margarita, several analogues showed a modifying effect on the fungal community, significantly reducing R. irregularis and increasing R. clarus compared to the control.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フィールド条件では植物種によって共生している菌根菌叢におけるAM菌の菌種組成が異なるが、その機構についてはほとんど分かっていない。また、共生効果の高い有用なAM菌を外来的に導入する場合に、土着菌による先住者効果が障害となっている。本研究で開発した非典型的SLアナログは、3種のAM菌からなる合成コミュニティーにおいて、同属異種の2つのAM菌の菌叢組成比を逆転させることができた。本アナログは、菌根菌叢形成の分子機構の解明に利用できるだけでなく、菌叢改変剤としての応用展開が期待できる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] トマトの生産するストリゴラクトンdidehydro-orobanchol異性体の単離同定2022

    • Author(s)
      脇田 利奈,謝 肖男,秋山 康紀
    • Organizer
      植物微生物研究会第31回研究交流会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] トマトの生産するストリゴラクトンdidehydro-orobanchol異性体の単離同定2022

    • Author(s)
      脇田 利奈,謝 肖男,秋山 康紀
    • Organizer
      植物化学調節学会第57回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] AM菌の菌叢組成を改変できるSLアナログの開発2021

    • Author(s)
      北村航太、秋山康紀
    • Organizer
      植物微生物研究会第30回研究交流会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] AM菌の菌叢組成を改変できるSLアナログの開発2020

    • Author(s)
      北村航太、秋山康紀
    • Organizer
      植物化学調節学会第55回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2024-03-26  

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