2015 Fiscal Year Research-status Report
エンドファイト型コレトトリカム属菌の栄養条件依存的な植物成長促進機構の解明
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15K18645
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
晝間 敬 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (20714504)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物成長促進 / Colletotrichum / リン酸 / シロイヌナズナ / トリプトファン / リン酸トランスポーター / 根 / 内生糸状菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は、野外で無数の微生物と相互作用しているが、その相互作用に何らかの生態生理学的な意義があるかについては殆ど明らかではない。
研究者は、自然環境で生育するシロイヌナズナから分離された糸状菌Colletotrichum tofieldiae（以下Ct)が、シロイヌナズナの根から植物に病徴を引き起こすこと無く感染する内生糸状菌であることを明らかにした。
Ctは、リン欠乏条件において植物生長を促すことを発見した。放射性同位体33Pを用いて菌糸からのリン酸輸送をモニターしたところ、Ctは、リン欠乏条件において宿主植物へとリン酸を輸送することが判明した。一方で、リンが豊富に存在する条件では、リン酸を輸送しなかった。以上の結果から、Ctによるリン酸輸送及び植物生長促進は、リン酸濃度依存的であることが判明した。
Ctが感染した根におけるトランスクリプトームをRNAseqで調査したところ、特定のリン酸トランスポーターの誘導がCt感染時に誘導されることが判明した。
さらには、シロイヌナズナのリン枯渇条件における適応反応を司る転写因子PHR1とPHL1がCtによる植物生長促進効果に必要であることが判明した。
最後に、Ctと植物との共生的相互作用に、植物のトリプトファン由来の二次代謝産物が必要であり、二次代謝物が欠損するとCtが病原菌化することが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
課題であったCtによるリン酸輸送を33Pを用いた実験により証明できた。また、Ctによる植物生長促進効果に必要な植物因子をシロイヌナズナを用いた変異体解析より同定した。次年度も通じて、これらの成果を得る計画だったため、初年度のうちに達成したことは当初の計画以上に進展していると言ってよい。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ctが根に感染中のリン酸トランスポーター等の共生マーカーの挙動の細胞生物学的解析を行う。今回共通性が認められた菌根共生との仕組みとの共通性・相違性を明らかにするため、ストリゴラクトン等の菌根共生に必要な因子がCtのシロイヌナズナへの感染及び植物生長促進に必要であるかを調査する。さらには、Ctによる植物生長促進に必要な植物因子のさらなる同定を進める。
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| Causes of Carryover |
一部のRNAシークエンス解析の実験を次年度に持ち越したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
RNAシークエンス解析の実験に用いる予定である。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Root Endophyte Colletotrichum tofieldiae Confers Plant Fitness Benefits that Are Phosphate Status Dependent2016
Author(s)
Hiruma, K., Gerlach, N., Sacristan S., Nakano RT., Hacquard S., Kracher B., Neumann U., Ramirez D., Bucher M., O’Connell RJ and Schulze-Lefert P.
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Journal Title
Cell
Volume: 165
Pages: 464-474
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Survival trade-offs in plant roots during colonization by closely related beneficial and pathogenic fungi.2016
Author(s)
Hacquard S, Kracher B, Hiruma K, Munch PC, Garrido-Oter R, Thon MR, Weimann A, Damm U, Dallery JF, Hainaut M, Henrissat B, Lespinet O, Sacristan S, Ver Loren van Themaat E, Kemen E, McHardy AC, Schulze-Lefert P, O'Connell RJ.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Phosphate dependent plant growth promotion by the root endophyte Colletotrichum tofieldiae2016
Author(s)
Hiruma K, Gerlach N, Sacristan S, Nakano RT, Oida Y, Hacquard S, Kracher B, Bucher M, Saijo Y, O'Connell R, Schulze-Lefert P.
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
2016-03-18 – 2016-03-20
Invited
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