2021 Fiscal Year Research-status Report
ダイズシストセンチュウ防除を目指した宿主認識行動制御技術の確立
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21K05416
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
伊藤 晋作 東京農業大学, 生命科学部, 准教授 (70608950)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ダイズシストセンチュウ / 誘引物質 / RNAi |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイズシストセンチュウはダイズをはじめとするマメ科植物の根に寄生し農業被害を及ぼす有害線虫である。本研究ではダイズシストセンチュウの生活には宿主への寄生が必須であることに着目し、ダイズシストセンチュウの宿主認識機構を制御可能な技術の確立を目的としている。
本年度はこれまでに宿主認識に関係すると予想された遺伝子GCYについて、宿主由来ではない誘引物質への効果の検討とC. elegansにおいてGCYの下流と考えられている遺伝子のダイズシストセンチュウホモログの取得、およびその機能解析を行った。まず宿主由来誘引物質とは異なる誘引物質である硝酸イオンに対する影響を調べたところ、RNAiによるGCYの発現抑制は硝酸イオンへの誘引には影響しなかった。一方、ダイズをはじめとする複数の宿主根への誘引はGCYの発現抑制により低下したことからGCYが宿主認識に特異的に機能する遺伝子であることが示唆された。次にGCYの下流で機能すると考えられているTAX-2およびTAX-4のホモログを、以前行ったRNAseqの結果から検索したところ、どちらの遺伝子もダイズシストセンチュウに存在し誘引時に発現していることを見出したため、RNAiにより機能解析を行った。現在までにTAX-2遺伝子のみ発現抑制が確認でき、宿主根への誘引が低下したことから、ダイズシストセンチュウはGCYおよびTAX-2を介した経路により誘引行動が引き起こされていると予想された。
加えて、ダイズシストセンチュウの孵化および誘引に影響する化合物を見出すため微生物抽出液を用いたスクリーニングを行った結果、孵化促進活性を示す複数の微生物抽出液を見出すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度はGCY遺伝子が、宿主認識特異的に機能することを見出した。さらにその下流と予想されるTAX-2も誘引行動に関与することが見出すことができた。ダイズシストセンチュウの宿主認識機構の制御技術の確立にはそれらを制御可能な物質の創製が必須であるが、GCYは受容体様の構造を有しており、今年度の研究により来年度以降に予定した化合物スクリーニング系の構築が可能であることがわかった。また、微生物抽出物ライブラリーより孵化促進活性を示す抽出物を複数得ることができている。以上の結果より、本年度の研究は概ね順調に進展したと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ダイズシストセンチュウにおいてGCYの機能解析を続けるとともに、化合物スクリーニング系の構築を開始する。また、GCYによる宿主認識機構が他の植物寄生線虫種において機能的にも保存されているかを調べるため、公開されているRNAseqやゲノム情報からホモログを探索し、見つかった種に関してはRNAiによる機能解析を行っていく。またGCY遺伝子の機能制御がダイズシストセンチュウの防除につながるのかを調べるために、GCY発現抑制線虫を用いたポット試験を行なっていく。
孵化促進活性を有する微生物抽出物に関しては、大量培養した場合でも孵化活性が維持されているのか検討を行う。孵化活性が維持されていた抽出物に関してはカラムを用いて分画し、孵化活性物質の単離を目指す。
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| Causes of Carryover |
参加予定であった学会が全てオンラインとなり、旅費の使用がなかったため。また次年度以降にRNAseqによる解析を予定しており、キットなどの消耗品をより安価な代替品に変更したため。
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