2018 Fiscal Year Annual Research Report
Sustainable control of pathogens and beneficial endophytes with tryptophan-derived metabolism in plants
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16KT0031
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
西條 雄介 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50587764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 佳亮 京都大学, 工学研究科, 教授 (60346088)
藤田 美紀 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, 研究員 (70332294)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 植物微生物相互作用 / 共生 / 二次代謝 / 化学合成 / 植物免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
持続性農業を推進する上で、植物の病虫害防除を防除するとともに植物の成長・健康を増進する共棲微生物（エンドファイト）を活用することは極めて重要な位置付けにある。病原菌防除機能を有する共棲菌を同定し、その機能解析やゲノム解析、さらには植物との共生成立基盤の解明を進めることで、植物が共棲菌を許容・活用しながら病原菌を排除する仕組みについて重要な知見を得た。野外圃場において育てたアブラナ科植物（ダイコン等）の根から単離した複数の植物成長促進（PGP）真菌についてシロイヌナズナやコマツナ等においてPGP機能を有することを確かめた。中でもColletotrichum gloeosporioides (Cg)の内生株CgEは、共接種すると近縁な病原株CgPや他の病原菌C. incanumの感染を抑制する。特にCgEとCgPに着目して、先進ゲノム支援領域のサポートの下、比較ゲノム解析・トランスクリプトーム解析を行った。CgEとCgPの間で完全同一の遺伝子は全遺伝子中の0.06%であり、当初の予想ほど近縁ではなかったため、両菌の共接種（CgEによるCgPの病原性抑制）時の菌遺伝子の発現解析が可能になった。両者の差解析データをもとに共生型（PGP及び植物保護機能）と病原型の遺伝子基盤を推定するベースが得られた。また、宿主シロイヌナズナのトリプトファン代謝経路の欠損植物にCgEや他のPGP真菌を接種すると病原性を発現する。ここに同代謝系の関連化合物の合成物を投与することにより病原性の発現を抑制する代謝物質を複数種、同定した。さらに、シロイヌナズナのエチレン応答制御因子の欠損変異体においてCgEが病原性を発現することを確かめ、植物のエチレンを介した免疫経路が上記の共棲菌の潜在的病原性を抑えて共生機能を発現する上で重要であることも示した。現在、論文の投稿準備を進めている。
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Research Products
(3 results)
