2021 Fiscal Year Annual Research Report
Exhaustive search to identify plant peptides promoting synbiotic effects
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19K22313
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
花田 耕介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柘植 尚志 中部大学, 応用生物学部, 教授 (30192644)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 短い遺伝子 / 共生菌 / Colletotrichum |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低リン状態で生育しているシロイヌナズナに感染し、リン供給を助ける役割を果たす糸状菌（Colletotrichum tofieldiae、Ct菌）を共生菌として利用する。共生では、お互いの生長のバランスが必要になるため、植物体は、共生菌が必要な状況か、共生菌の不必要な状況か、を共生菌に伝達する分子メカニズムが存在すると考えられる。
細胞外に分泌しているペプチドを人工的に構築し、それを近縁種の病原菌に添加した所、病原菌の形態を著しく変化させるものがあることを見出した。これは、植物由来の分泌性ペプチドが、糸状菌に、情報を伝達しているペプチドである可能性が高いと考えた。そこで、候補として挙げられた糸状菌の形態を変化させる一つのペプチドに着目し、これがCt菌の共生誘導を示すかをめざし、候補のペプチドをコードする遺伝子を過剰に発現させる形質転換体とその遺伝子発現を抑制させる形質転換体を構築し、Ct菌に感染させ、共生効果を調べやすいリン濃度が低い培地で野生型と形質転換体の生長速度を比較した。
その結果、ペプチドを過剰に発現している質転換体では、野生型よりも生長を促進させる傾向が高いことをが見出された。一方で、発発現抑制させる形質転換体では、野生型と変化がなかった。これらの結果は、低リン状態では、ペプチドがCt菌からのリン濃度の供給を促進していることを見出した。
一方で、リン以外の供給をCt菌が助ける役割を持つかを明らかにするために、Ct菌が植物に供給する無機物質を網羅的に調べた。その結果、窒素、鉄の供給も促進していることを示唆する結果を得た。しかしながら、窒素および鉄の欠乏培地では、Ct菌に感染させている植物体と感染していない植物体で生長速度を比べても、おおきな変化は示さなかった。この結果は、すくなくとも、窒素および鉄の供給を助ける機能をCt菌が有していないことを示唆していた。
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