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寄生植物コシオガマの寄生形質獲得に関わる遺伝子の同定

Publicly Offered Research

Project AreaGenetic bases for the evolution of complex adaptive traits
Project/Area Number 23128513
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

吉田 聡子  独立行政法人理化学研究所, 植物免疫研究グループ, 上級研究員 (20450421)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords植物 / 寄生植物 / RNASeq / 遺伝子発現 / トランスクリプトーム / コシオガマ / 条件的寄生植物 / ストライガ / 次世代シーケンサー / 発現解析
Outline of Annual Research Achievements

多くの高等植物は自ら光合成により有機栄養をつくりだして生活するが、寄生植物は他の植物から栄養を奪って生育する特殊な生存戦略を獲得している。寄生植物は吸器と呼ばれる宿主への侵入器官を発達させ、宿主の根や茎に付着・侵入し、維管束系をつなげて栄養を吸収する。ハマウツボ科絶対寄生植物であるストライガやオロバンキは穀物や野菜に寄生するため、甚大な農業被害をもたらしている。しかし、植物寄生の分子メカニズムはまだほとんど分かっていない。
本研究では、ストライガと同じハマウツボ科に属するコシオガマの大規模トランスクリプトーム解析をおこない、寄生過程で発現する遺伝子を同定する。絶対寄生植物であるストライガ、また独立栄養植物を比較解析することによって寄生形質の獲得の進化の過程を明らかにする。さらに、逆遺伝学的手法を用いて寄生形質獲得の鍵遺伝子の同定を目指す。
本年度は、大規模トランスクリプトームにより得られた候補遺伝子について、機能解析を行った。コシオガマの吸器形成過程における吸器を経時的にサンプリングしてRNA抽出し、おけるマイクロアレイ解析およびRNASeq解析をおこなった。さらに、リアルタイムRT-PCRにて発現を確認した。ここでも寄生特異的に発現の確認ができた遺伝子は、全長cDNAの単離、プロモーター領域の単離をおこない、プロモーターGUSコンストラクトを作成し、コシオガマに毛状根形質転換することにより根の中での発現パターンを検証した。また、遺伝子配列をもとに、RNA干渉のコンストラクトおよび過剰発現コンストラクトを作成し、同様に毛状根形質転換によりコシオガマに導入し、宿主に寄生させ、寄生の表現型に変化が起こるかどうかを確かめた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Lotus japonicus E3 ligase SEVEN IN ABSENTIA4 destabilizes the symbiosis receptor-.like kinase SYMRK and negatively regulates rhizobial infection2012

    • Author(s)
      Den Herder, G., Yoshida, S., Antol#237;n-Llovera, M., Ried, M., Parniske, M.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 1691-1707

    • DOI

      10.1105/tpc.110.082248

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Plants that attack plants: molecular elucidation of plant parasitism.2012

    • Author(s)
      Yoshida, S., Shirasu, K.
    • Journal Title

      Curr. Opin. Plant Biol.

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 708-713

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2012.07.004

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The D3 F-box protein is a key component in host strigolactone responses essential for arbuscular mycorrhizal symbiosis.2012

    • Author(s)
      Yoshida, S., Kameoka, H., Tempo, M., Akiyama, K., Umehara, M., Yamaguchi, S., Hayashi, H., Kyozuka, J., Shirasu, K.
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 196 Issue: 4 Pages: 1208-1216

    • DOI

      10.1111/j.1469-8137.2012.04339.x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum2011

    • Author(s)
      Ishida, J.K., Yoshida, S., Ito, M., Namba, S., Shirasu, K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 6 Issue: 10 Pages: e25802-e25802

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0025802

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 寄生植物ストライガにおける寄生成立時の遺伝子発現解析2013

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      日本植物病理学会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄生植物ストライガにおける寄生成立時のトランスクリプトーム解析2013

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄生植物コシオガマの寄生形質獲得に関わる遺伝子の同定2012

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      新学術領域研究「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」 平成24年度 公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂
    • Year and Date
      2012-09-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 寄生植物ストライガの解析基盤の確立と寄生機構の解析2012

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      日本植物学会第76回大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学
    • Year and Date
      2012-09-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Draft genome sequences of the parasitic Striga species2012

    • Author(s)
      Satoko Yoshida
    • Organizer
      XV International Congress of Molecular Plant-Microbal Interactions
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      2012-07-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄生植物ストライガのゲノムシーケンス解読2012

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      第2回NGS現場の会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク
    • Year and Date
      2012-05-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ハマウツボ科寄生植物コシオガマの変異体解析による植物寄生におけるhaustorial hairの役割2012

    • Author(s)
      吉田聡子, 上野章子, 白須賢
    • Organizer
      日本植物生理学会台53回年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学京都市
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ハマウツボ科寄生植物のトランスクリプトーム解析2011

    • Author(s)
      吉田聡子, Juliane K.Ishida, Claude dePamphilis, Eric Waflila, 白須賢
    • Organizer
      植物微生物研究会第21回交流会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノミクス的アプローチによる寄生植物ストライガの寄生機構の解析2011

    • Author(s)
      吉田聡子, Juliane Ishida, 白須賢
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Transcriptome analysis of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum2011

    • Author(s)
      Ishida JK, Yoshida S, Wafula E, dePamphilis CW, Namba S, Shirasu K
    • Organizer
      The 11th World Congress on parasitic plants
    • Place of Presentation
      イタリアマルティナフランカ
    • Year and Date
      2011-06-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Large-scale sequencing analysis of Striga species2011

    • Author(s)
      Satoko Yoshida, Juliane K.Ishida, Abdelbagi M.Ali, Shinichiro Maruyama, Hisayoshi Nozaki, Ken Shirasu
    • Organizer
      The 11^<th> World Congress on parasitic plants
    • Place of Presentation
      イタリアマルティナフランカ
    • Year and Date
      2011-06-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄生植物コシオガマの次世代シーケンサーを用いた発現解析2011

    • Author(s)
      吉田聡子、Juliane Ishida, 白須賢
    • Organizer
      NGS現場の会第一回研究会
    • Place of Presentation
      静岡県熱海市
    • Year and Date
      2011-05-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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