菌類が関わる共生・寄生における化学コミュニケーションの解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Frontier research of chemical communications
• Project/Area Number: 17H06402
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 河岸 洋和 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (70183283)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 智大 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (10649601) ; 稲井 誠 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (20621626) ; 崔 宰熏 静岡大学, 農学部, 准教授 (40731633)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2021-03-31
• Keywords: フェアリーリング / 冬虫夏草 / マコモタケ

Outline of Annual Research Achievements

「菌類が関わる共生・寄生における化学コミュニケーションの解明」のため，３つの課題を行った。
1）フェアリーリング：　芝生が輪状に周囲より繁茂する現象「フェアリーリング」を形成するコムラサキシメジからシバ成長制御物質AHXとICA，AHXの植物体内での代謝産物AOHが知られている。その後，これら３化合物は全ての植物に内生し，その生合成がプリン代謝における新しい経路によることを明らかにした。今年度は，これらの受容体探索と作用機序の解明を試み，シロイヌナズナの266系統を用いて，フェアリー化合物に感受性の高い系統を調査し，受容体探索に有用な系統を得，それらのEMS変異株の取得に成功した。また，ICAをイネに投与することで，S-ICA ribosyl homocysteine (SIH) がその代謝産物として単離された。ホモシステイン部分の立体化学の確定を目的にこれらの合成を行い，側鎖のホモシステインはL体と決定した。
2）マコモタケ：　イネ科植物マコモに黒穂菌が感染すると共生が始まり，菌糸が蔓延する部分は異常に肥大する。この肥大部分は，マコモタケと称し食されている。マコモタケは，花芽が形成されず実がならない。このことは，未知の制御物質が共生部分の肥大化と不稔を起こすと推定される。今年度は，全生育ステージのマコモタケを使用して，HiSeq Xを用いた遺伝子発現差解析を行いマコモ中の黒穂菌に由来する遺伝子の挙動を明らかにした。
3) 冬虫夏草：　冬虫夏草とは，菌が昆虫などに感染し，最終的に昆虫体内から子実体が発生するものの総称である。感染メカニズムは未だ明らかになっていない。今年度は，冬虫夏草サナギタケより新規レクチン（CmLec4と命名）の精製・構造決定・カイコ蛹中のCmLec4の標的分子の同定に成功した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Biosynthesis of the fairy chemicals, 2-azahypoxanthine and imidazole-4-carboxamide, in the fairy ring-forming fungus Lepista sordida, (2020)
  • Author(s): Ito, A., Choi, J-H., Takemura, H., Kotajima, M., Wu, J., Tokuyama, S., Hirai, H., Asakawa, T., Ouchi, H., Inai, M., Kan, T., and Kawagishi H.,
  • Journal Title: J. Nat. Prod. Volume: 83 Pages: 2469－2476
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.0c00394
  • Peer Reviewed