Genetic modificatoin of host crops to endow novel resistant traits against root parasitic weeds based on advanced biochemical knowledge

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20KK0131
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2020-2021)
• Principal Investigator: Okazawa Atsushi 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (10294042)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 幸裕 神戸大学, 農学研究科, 教授 (10243411) ; 若林 孝俊 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 特任研究員 (20843858)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2024-03-31
• Keywords: 根寄生雑草 / ハマウツボ科 / インベルターゼ / 糖代謝 / ストリゴラクトン

Outline of Final Research Achievements

Orobanchaceae root parasitic weeds are causing significant damage to agriculture worldwide. We have been involved in research projects to contribute to overcoming the agricultural damage caused by root parasitic weeds in Sudan as a partner country. This study aimed to acquire knowledge for application in the development of hosts with resistance to root parasitic weeds, which can be easily introduced in Sudan. Focusing on the translocation of sugars from the host to the root parasitic weed, the invertase inhibitor gene comp33755, which is involved in the regulation of invertase, and is expected to play a central role in this process, was found in the Orobanche minor. Biochemical analysis of the gene revealed its function and its potential for application in conferring root parasitic weed resistance traits on the host.

Free Research Field

生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ヤセウツボのトランスクリプトームデータよりインベルターゼインヒビターをコードすると考えられる comp33755 に注目し、その機能を生化学的に解析した。その結果、comp33755 はアポプラストで細胞壁インベルターゼインヒビターとして機能することが示唆された。宿主から転流によって運ばれてきたスクロースは、根寄生雑草と宿主の細胞間（アポプラスト）で細胞壁インベルターゼによる加水分解を受け、生じる単糖が根寄生雑草に取り込まれると予想される。したがって、この過程に comp33755 を介入させることで根寄生雑草への糖の取り込みが阻害される可能性があり、今後、その活用を検討したい。