Gene expression analysis of phytoplasmas in insect tissues

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22577
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0602:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Koinuma Hiroaki 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (00884686)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: ファイトプラズマ / 昆虫媒介

Outline of Final Research Achievements

Phytoplasmas are transmitted by insect vectors in a persistent propagative manner. However, detailed mechanisms underlying insect transmission remain elusive. In this study, we constructed a system to analyze gene expression in each dissected tissue from a single insect. Using this system, we found several phytoplasma genes with different expression patterns in insect tissues. Furthermore, functional analysis of an effector involved in insect attraction revealed that a single amino acid mutation determines the function of its effector and that it transports target proteins to the proteasome for degradation without ubiquitin-mediated pathway.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ファイトプラズマのライフサイクルにおいて、媒介昆虫を介した感染植物から他植物への伝搬は極めて重要である。本研究では昆虫組織ごとのファイトプラズマ遺伝子発現解析系を構築したが、これはファイトプラズマの昆虫媒介機構を解析する上で基盤的な役割を果たすツールである。また、本系を利用して発現変動の特徴的なファイトプラズマ遺伝子を複数特定したことから、昆虫組織における適応戦略の解明に繋がる。さらに昆虫誘引に関わるエフェクターの標的タンパク質分解メカニズムが明らかになったことで、植物と昆虫を行き来するファイトプラズマのライフサイクルの包括的な理解に寄与することが期待される。