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ハマウツボ科寄生植物の寄生形質獲得と適応進化

Publicly Offered Research

Project AreaGenetic bases for the evolution of complex adaptive traits
Project/Area Number 25128716
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 InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

吉田 聡子  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, 上級研究員 (20450421)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥25,720,656 (Direct Cost: ¥19,785,120、Indirect Cost: ¥5,935,536)
Fiscal Year 2015: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2014: ¥8,040,656 (Direct Cost: ¥6,185,120、Indirect Cost: ¥1,855,536)
Fiscal Year 2013: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywords寄生植物 / ハマウツボ科 / ゲノム / トランスクリプトーム / 次世代シーケンサー / 進化 / コシオガマ / ストライガ
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、コシオガマのゲノム解析とトランスクリプトーム解析によって、寄生植物の寄生形質がどのように出現し、どのように適応していったのかを明らかにすることを目指す。本年度は、コシオガマゲノムのアセンブリとアノテーションをおこなった。PacBIoデータを合わせてアセンブリの向上を図るとともにRNAseqデータを入れて、遺伝子の機能アノテーションをおこなった。さらに、独立栄養植物であるMimulusや絶対寄生植物のストライガのゲノムと比較をおこない、寄生植物に得意的に重複している遺伝子の探索をおこなった。その結果、ストリゴラクトン受容体遺伝子がコシオガマとストライガを含むハマウツボ科寄生植物で重複していることが明らかになった。このことは、ストリゴラクトンの需要システムがハマウツボ科で特異化したことを示す。また、受容体の重複は多様な宿主植物から分泌されるストリゴラクトンの構造と関係している可能性が考えられた。
また、トランスクリプトーム解析から得られた、オーキシン合成酵素の詳細な解析をおこなった。この遺伝子は、吸器の先端部分で特異的に発現するオーキシン合成の鍵酵素をコードし、またノックダウンにより、吸器の形成が阻害されることを示した。さらに、異所的なオーキシン合成酵素の発現により、吸器状の形態を誘導できることを明らかにした。これらの結果は、オーキシンの局在が吸器の形成に重要な役割を果たすことを示している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Haustorial hairs are specialized root hairs that support parasitism in the facultative parasitic plant, Phtheirospermum japonicum2016

    • Author(s)
      Songkui Cui, Takanori Wakatake, Kei Hashimoto, Simon Saucet, Kiminori Toyooka, Satoko Yoshida and Ken Shirasu
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 170 Issue: 3 Pages: 1492-1503

    • DOI

      10.1104/pp.15.01786

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Convergent evolution of strigolactone perception enabled host detection in parasitic plants.2015

    • Author(s)
      Conn, C. E., Bythell-Douglas, R., Neumann, D., Yoshida, S., Whittington, B., Westwood, J. H., Shirasu, K., Bond, C. S., Dyer, K. A. Nelson, D. C.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 349 Issue: 6247 Pages: 540-543

    • DOI

      10.1126/science.aab1140

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The WRKY45-dependent signaling pathway is required for resistance against Striga parasitism2015

    • Author(s)
      Mutuku JM, Yoshida S, Shimizu T, Ichihashi Y, Wakatake T, Seo M, Takahashi A, Shirasu K
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 168 Issue: 3 Pages: 1152-1163

    • DOI

      10.1104/pp.114.256404

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Apoplastic interactions between plants and plant root intruders2015

    • Author(s)
      Mitsumasu K, Seto Y, Yoshida S.
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 6 Pages: 617-617

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00617

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transcriptomics exposes the uniqueness of parasitic plants.2015

    • Author(s)
      Ichihashi, Y., Mutuku, J.M., Yoshida, S., and Shirasu, K.
    • Journal Title

      Briefings in Functional Genomics

      Volume: in press Issue: 4 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1093/bfgp/elv001

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 寄生植物ストライガのゲノムにおける植物免疫関連遺伝子の解析2016

    • Author(s)
      吉田聡子, Thomas Spallek, Anuphon Laohavisit, Juliane K. Ishida,白須賢
    • Organizer
      日本植物病理学会
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Intimate plant-plant interaction between parasitic plants and their hosts2016

    • Author(s)
      Satoko Yoshida, Songkui Cui, Takanori Wakatake, Thomas Spallek, Yasunori Ichihashi, Simon Saucet, Ken Shirasu
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岩手大学・岩手県盛岡市
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ハマウツボ科寄生植物の寄生形質獲得と適応進化2015

    • Author(s)
      吉田聡子、Thomas Spallek, 市橋泰範、Songkui Cui, 若竹崇雅、Juliane Ishida, 白須賢
    • Organizer
      日本植物学会
    • Place of Presentation
      朱鷺ホール・岡山県岡山市
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Genomic and genetic analyses of haustorium formation using Phtheirospermum japonicum as a model parasitic plant.2015

    • Author(s)
      Satoko Yoshida, Takanori Wakatake, Songkui Cui, Juliane K. Ishida, Thomas Spallek, Simon Saucet, and Ken Shirasu
    • Organizer
      The 13th World Congress on Parasitic Plants
    • Place of Presentation
      昆明・中国
    • Year and Date
      2015-07-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Musembi Mutuku、○吉田聡子、清水崇史、市橋泰範、高橋章、瀬尾光範、白須賢2015

    • Author(s)
      Musembi Mutuku、吉田聡子、清水崇史、市橋泰範、高橋章、瀬尾光範、白須賢
    • Organizer
      日本植物病理学会
    • Place of Presentation
      明治大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄生植物と宿主植物の細胞壁をめぐる攻防2015

    • Author(s)
      吉田聡子, Musembi Mutuku, Songkui Cui, 堀千明, 清水崇, 市橋安範, 出村拓, 白須賢
    • Organizer
      植物生理学会
    • Place of Presentation
      東京農業大学
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Molecular and genomic analyses of the witchweed Striga2014

    • Author(s)
      Satoko Yoshida
    • Organizer
      筑波大学 Global Science week
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2014-09-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 寄生植物ストライガの全ゲノム解読2014

    • Author(s)
      4)吉田聡子, Thomas Spallek, Songkui Cui, 市橋 泰範, Seungill Kim, Yong-Min Kim, 真鍋 理一郎 , Michael Timko , Doil Choi , 白須 賢
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム・トランスクリプトーム解析からみた植物の寄生2014

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      第8回細菌学若手コロッセウム
    • Place of Presentation
      ニセコ
    • Year and Date
      2014-08-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 寄生植物ストライガの感染戦略と宿主植物の応答2014

    • Author(s)
      吉田聡子
    • Organizer
      シンポジウム「寄生・共生インシデント」
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-04-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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