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Why is disease less likely to spread in clonal plants, although clonal plants consist of the same genotype ramets?

Research Project

Project/Area Number 22K06391
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Suzuki Jun-Ichirou  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00291237)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsクローナル植物 / イタドリ / 植物病原性糸状菌 / 褐色病斑 / Lasiodiplodia属菌 / 糸状菌 / Lasiodiplodia 属菌 / 生理的統合 / 病気 / 感染 / 子のう菌 / 野生個体群 / 感染速度
Outline of Research at the Start

一つの種子から匍匐枝などを介して栄養繁殖で成長し、複数のラメットが繋がったクローナル植物では、複数のラメットが遺伝的に同一なため、病気の感染に脆弱だと考えられる。しかし、病気の蔓延は極めて稀である。そこで、「ラメット間の生理的統合は、免疫機構としても機能し、病気の爆発的な感染拡大を防ぐ」という仮説を提唱し、病気の感染速度を野外調査で定量的に評価し、クローナル植物における生理的統合の免疫効果を栽培実験により検討する。

Outline of Final Research Achievements

Clonal plants are the plants of which aboveground stems with leaves and roots (ramets) are interconnected by belowground stems. Because ramets are vegetatively produced, clonal plants are believed to be disease-sensitive. The research revealed that numerous ramets of a clonal plant species, Japanese knotweed (Fallopia japonica), exhibited previously unreported small brown spots. The filamentous fungi isolated from the spots were inoculated into healthy plants of Japanese knotweed, and then, the same type of spots was reproduced. Sequencing results of the filamentous fungi revealed that the fungi Lasiodiplodia in Botryosphaeriaceae caused the ‘small brown spots’ disease of Japanese knotweed. The filamentous fungi generally spread their hyphae through stems and were not transmitted to seedlings derived from the seeds produced by infected individuals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物病原菌は一般に胞子により感染するが、イタドリに感染するLasiodiplodia属菌は、胞子ではなく、茎内部に拡散させた菌糸によって感染を広げたと考えられる。さらにクローナル植物と病原菌の関係についての大きな2つの仮説、クローナル植物の生活史の下では、病原性の低下が起こりやすい、およびクローナル植物において、病原菌は長期的な感染を確立する可能性がある、を本研究は実証的に支持した。さらに、クローナル植物における種子繁殖の意義として、至近要因として感染した病原菌からの逃避の可能性を示した。

Report

(3 results)
  • 2024 Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 多年生草本植物イタドリFallopia japonicaにおけるLasiodiplodia属菌の感染様式と地理分布2023

    • Author(s)
      中野美希、鈴木準一郎、古川聡子
    • Organizer
      令和6年度日本植物病理学会大会(仙台)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] クローナル植物イタドリに発生する糸状菌病の一種は、種子を介して子へ感染するか?2023

    • Author(s)
      中野美希、古川聡子、鈴木準一郎
    • Organizer
      日本生態学会第71回全国大会 (横浜)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 土壌資源の垂直分布に応じてカキドオシの根の空間分布は変化するか?2023

    • Author(s)
      大村拡平, 立木佑弥, 鈴木準一郎
    • Organizer
      日本生態学会第70回全国大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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