フラグメント分子軌道法による線虫誘引物質と受容体の解析と農薬開発への応用
| Project/Area Number |
20KK0135
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
澤 進一郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00315748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Tsai YiーLun (ツァイアレン) 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 助教 (10761687)
新屋 良治 明治大学, 農学部, 専任講師 (30802798)
門田 康弘 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (80548975)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 植物感染性センチュウ / リガンド / 受容体 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、線虫感染機構に関わる基礎研究を行う。既に得られているサツマイモネコブセンチュウの誘引物質を元に、我々は、既にセンチュウの受容体候補を得ている。様々な線虫類を用いることで、様々なリガンドー受容体を明らかにし、センチュウの宿主選択における進化がどのような分子進化により可能になったかを考察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物感染性線虫の農業被害は、年間数十兆円と試算されている。本研究では、植物感染性線虫の感染機構において、植物の線虫 誘引活性に注目し、植物と線虫の相互作用に関する研究を展開する。
我々は、これまでに、生化学的精製やケミカルスクリーニングを行うことによって、サツマイモネコブセンチュウの植物誘引物質を複数単離してきている。本申請研究では、多くの線虫類のゲノム情報を用いて、誘引物質ー 受容体の組合せに関する情報量を増やし、誘引物質ー 受容体の組合せのバリエーションについて網羅的に理解することを目的としている。本研究により、誘引物質と受容体の分子進化について理解が得られ、どのように、線虫類が新たな植物を宿主として認識できるようになるのかが明らかとなると考えている。本年度は、バイオインフォマティックス的に、C.elegansのゲノム情報をもとに、植物感染性線虫の誘引物質の受容体候補を抽出した。まず、誘引物質の候補を以下のように抽出した。１；スクロースやグルコースなどの糖類やアルコール。２；バニリン酸やラウリン酸などの有機酸。３；バリンやアルギニンなどのアミノ酸。４；アセトシリンゴンやタンニン酸などのフェノール類。５；ルテオリン等のフラボノイド類。６；ストリゴラクトンやサリチル酸等の植物ホルモン。７；カダベリンやプテレシンなどのアミン類。８；オクトピンやマンノピン等のオピン類。さらに、これらの誘引物質に対する受容体候補を探索した。それぞれの誘引物質の受容体として以下の候補を得た。１；ChvE, McpE, McpS-McpZ。２；Mi-odr-3, Mi-tax-2, Mi-tax4。３；McpE, McpS-McpZ。４；Mi-odr-3, Mi-tax-2, Mi-tax4。６；Mi-odr-3, Mi-tax-2, Mi-tax4。７；McpX。今後、これらの機能解析を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
我々が明らかにしてきた植物感染性線虫の誘引物質の受容体候補を、C.elegans の情報を基にバイオインフォマティックス的に抽出した。有力な候補遺伝子が１つと、他にも多数の候補遺伝子を抽出した。 また、その誘引物質受容体としての機能を試験するために、植物感染性線虫の形質転換系の開発をはじめた。線虫は根の中に潜り込むため、そとからのマイクロインジェクションは不可能である。そこで、VISUAL系を用いて、シャーレ内で植物を培養し、そこに感染させる系を試験した。現在のところ、線虫が培養葉に侵入することは確認したが、ネコブ形成などはまだ確認できていない
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| Strategy for Future Research Activity |
線虫の受容体候補が得られたため、植物感染性線虫の形質転換系の確立を目指す。現在、VISUAL系を用いて、葉の表面に線虫を感染させ、その線虫に、ニードルを使ってマイクロインジェクションすることにより形質転換することを予定している。また、植物感染性線虫の水耕栽培系をもちいて、成熟したメスで、卵を発生中のメスに形質転換できないかを検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] A ClearSee-based clearing protocol for 3D visualization of Arabidopsis tahaliana embryos2021
Author(s)
Imoto, A., Yamada, M., Sakamoto, T., Okuyama, A., Ishida, T., Sawa, S., and Aida, M. A
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Journal Title
Plants
Volume: 10
Pages: 190-190
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Stem integrity in Arabidopsis thaliana requires a load-bearing epidermis2021
Author(s)
Asaoka, M,. Ooe, M., Gunji, S., Milani, P., Runel, G., Horiguchi, G., Hamant, O., Sawa, S., Tsukaya, H., and Ferjani, A
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Journal Title
Development
Volume: 4
Pages: 148-148
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Root-Knot Nematode Effector MiEFF18 interacts with the Plant Core Spliceosomal Protein SmD1 Required for Giant Cell Formation2021
Author(s)
Mejias, J., bazin, J., Truong, N-M., Chen, Y., Marteu, N., Bouteiller, N., Sawa, S., Crespi, M. D., Vaucheret, H., Abad, P., Favery, B., and Quentin, M.
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Journal Title
New Phytol.
Volume: 229
Pages: 3408-3423
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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