Identification and functional analysis of secondary metabolites contributing to pathogenicity of phytopathogenic fungi

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15500
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Kumakura Naoyoshi 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 (50815438)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 二次代謝物 / 植物病原糸状菌 / 炭疽病菌 / イネいもち病菌

Outline of Final Research Achievements

Phytopathogenic fungi are predicted to use secondary metabolites (SMs) to establish infection since they up-regulate the expression of a number of genes encoding SM biosynthetic enzymes during the infection of plants. However, SMs synthesized by phytopathogenic fungi during infection and their actions have been largely unknown except in a few cases. In this study, we identified new secondary metabolite biosynthetic enzyme genes that contribute to pathogenicity in the phytopathogenic fungi, Magnaporthe oryzae and Colletotrichum spp.. Identification of SMs synthesized by these genes and their functions will provide insights into molecular mechanisms of infection by phytopathogenic fungi.

Free Research Field

微生物学、植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物病害の原因の約八割を占めると推定される植物病原糸状菌対策は食料安全保障を確保する上で重要な課題である。本研究では植物病原糸状菌感染の分子メカニズムを明らかにする基礎研究を通じて、病害対策に貢献することを目的とした。これまでに作物被害額の大きなイネいもち病菌や炭疽病菌に保存され、感染に必須な二次代謝物生合成遺伝子を同定した。本遺伝子の生産物を同定しその機能を解明すれば、感染の未知の分子メカニズムを明らかにすることができる。さらに同定した遺伝子を標的とした阻害剤を開発すれば、感染のみを阻害する殺菌剤ではない低環境負荷の農薬開発に貢献することがができる。