Elucidation of disease resistance mechanisms against Rhizoctonia root rot in barley

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05610
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Kouzai Yusuke 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (50783502)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 能年 義輝 岡山大学, 環境生命科学学域, 研究教授 (70332278)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 病害抵抗性 / オオムギ / Rhizoctonia solani / トランスクリプトーム / N-ヒドロキシピぺコリン酸

Outline of Final Research Achievements

Rhizoctonia solani AG-4, a soil-borne plant-pathogenic fungus, causes Rhizoctonia root rot in barley and wheat. In this study, we used barley and the model grass Brachypodium distachyon to elucidate the disease resistance mechanisms effective against AG-4 infection. Transcriptome analysis of barley plants infected with the fungus revealed that the timing of immune response activation varies between susceptible and resistant cultivars. Furthermore, we demonstrated that immune responses induced by N-hydroxypipecolic acid effectively prevent AG-4 infection in the aerial parts of both barley and Brachypodium distachyon.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Rhizoctonia solani AG-4に対する抵抗性品種はこれまで確認されておらず、植物が抵抗性を発揮できるポテンシャルを持つかは不明であった。本研究により、N-ヒドロキシピぺコリン酸の処理によって植物のAG-4に対する抵抗性を高められること、オオムギの抵抗性系統に特徴的な菌感染に対する応答、ミナトカモジグサの利用可能性などを見出した。これらの結果は、AG-4菌株の植物への感染戦略の解明や抵抗性誘導剤などの新たな防除策開発につながることが期待できる。