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Gene expression analysis of phytoplasmas in insect tissues

Research Project

Project/Area Number 20K22577
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0602:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Koinuma Hiroaki  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (00884686)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsファイトプラズマ / 昆虫媒介 / 媒介昆虫
Outline of Research at the Start

植物病原細菌ファイトプラズマは、昆虫にも感染して媒介されるというユニークな特徴を持つ。ファイトプラズマは媒介に際し、宿主昆虫内の複数の組織に適応して通り抜ける必要があるが、その分子メカニズムは未だ謎に包まれている。申請者はこれまでにファイトプラズマの昆虫内における動態を詳細に解明してきた。本研究では、この知見を基盤に、昆虫内における感染ステージごとの網羅的なファイトプラズマ遺伝子の発現様式および機能の解析を行い、ファイトプラズマの昆虫適応機構の全容解明を目指す。これにより、植物と昆虫という異なる宿主に巧妙に適応する本細菌のユニークな生存戦略を明らかにしたい。

Outline of Final Research Achievements

Phytoplasmas are transmitted by insect vectors in a persistent propagative manner. However, detailed mechanisms underlying insect transmission remain elusive. In this study, we constructed a system to analyze gene expression in each dissected tissue from a single insect. Using this system, we found several phytoplasma genes with different expression patterns in insect tissues. Furthermore, functional analysis of an effector involved in insect attraction revealed that a single amino acid mutation determines the function of its effector and that it transports target proteins to the proteasome for degradation without ubiquitin-mediated pathway.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ファイトプラズマのライフサイクルにおいて、媒介昆虫を介した感染植物から他植物への伝搬は極めて重要である。本研究では昆虫組織ごとのファイトプラズマ遺伝子発現解析系を構築したが、これはファイトプラズマの昆虫媒介機構を解析する上で基盤的な役割を果たすツールである。また、本系を利用して発現変動の特徴的なファイトプラズマ遺伝子を複数特定したことから、昆虫組織における適応戦略の解明に繋がる。さらに昆虫誘引に関わるエフェクターの標的タンパク質分解メカニズムが明らかになったことで、植物と昆虫を行き来するファイトプラズマのライフサイクルの包括的な理解に寄与することが期待される。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results)

  • [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

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンと2種類の宿主因子による三者複合体の検出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
    • Organizer
      令和4年度 日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 媒介昆虫体内におけるファイトプラズマの局在・量的変動解析2021

    • Author(s)
      徳田遼佑・鯉沼宏章・魏薇・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・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] 媒介昆虫の主要感染器官におけるファイトプラズマの感染過程の可視化2021

    • Author(s)
      鯉沼宏章・徳田遼佑・松本旺樹・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・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] ファイトプラズマの花器官葉化誘導因子ファイロジェンの立体構造解析2021

    • Author(s)
      北沢優悟・岩渕望・宮武秀行・徳田遼佑・鯉沼宏章・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] ファイトプラズマ研究の温故知新:治療薬の試験管内スクリーニング2021

    • Author(s)
      前島健作・宮﨑彰雄・丹野和幸・鈴木拓海・鯉沼宏章・岩渕望・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] 媒介昆虫の主要感染器官におけるファイトプラズマの時空間動態2021

    • Author(s)
      鯉沼宏章・徳田遼佑・松本旺樹・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・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 Research-status 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・岩渕望・北沢優悟・鈴木拓海・鯉沼宏章・宮﨑彰雄・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 Research-status 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・岩渕望・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 Research-status Report
  • [Presentation] ガガイモに感染する新種のポレロウイルスの全ゲノム配列解析2021

    • Author(s)
      徳田遼佑・渡邉聖斗・松本旺樹・鯉沼宏章・岡野夕香里・前島健作・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 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2023-01-30  

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