2022 Fiscal Year Research-status Report
イネいもち病菌における不稔化機構の解明とその生物学的意義の追究
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22K05658
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
鎌倉 高志 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (70177559)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒添 貴之 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 講師 (40749975)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 真菌の不稔化 / 真菌の有性生殖 / 交配能の喪失 / 不完全菌類 / 稔性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物や植物等の多くの真核生物は有性生殖により生命の連続性を維持するとともに多様性を生み出している。一方，動植物と同じ真核生物である植物病原糸状菌や麹菌などの有用物質生産菌では、不稔化して有性生殖がみられない種が多数存在し、かつては完全世代を示さないことから不完全菌類と呼ばれていた。本研究では菌株によって稔性・不稔性の両形質が確認されているイネいもち病菌をモデルとして，不稔化因子を探索・同定することで不稔化の分子制御メカニズムの解明を試みる。また感染過程を含む無性生活環における不稔化の影響を明らかにすることで「なぜ不稔化したのか」という生物学的意義の一端を明らかにすることを目的としている。
本年度は稔性株と雌性不稔性株の連続戻し交配により取得した第4世代のNear Isogenic Lineを用いて、比較ゲノム解析およびゲノム編集技術を用いた網羅的な遺伝子機能解析により，交配関連遺伝子の発現制御に関与する転写因子Pro1の機能欠損が本菌の不稔化の原因の一つであることを突き止めることに成功した。Pro1の機能欠損による感染性や病原性への影響はみられなかったものの，Pro1の下流で制御されていると考えられる複数の交配関連遺伝子の発現低下が生じていること，分生子柄からの分生子の離脱率が増加することから生存に有利な形質を獲得している可能性があること，さらにコムギいもち病菌を含む複数のフィールド分離株においてPro1の機能的変異が生じていることを見出した。
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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
Pro1の機能欠損が自然界で生じたイネいもち病菌の不稔化機構の一部であることを明らかにし，不稔化により腐生生活環や病原菌の拡散等に優位となるような形質の変化が生じることを見出した。一方，Pro1以外の不稔化因子の探索や実験環境下で生じる不稔化因子の同定においても比較ゲノム解析が進行しており，計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Pro1機能欠損により生じる分生子離脱率の増加について，より詳細な表現型解析ならびに分子メカニズムの追求を行う。また，実験環境下で生じる不稔化を含む他の不稔化因子の同定，表現型解析，Pro1との相互作用を解析することで，本菌の不稔化機構について多角的に理解する。
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[Journal Article] Dysfunctional Pro1 is a reason why many rice blast fungi are sterile.2023
Author(s)
Uchida, M., Konishi, T., Fujigasaki, A., Kita, K., Arie, T., Teraoka, Kanda, Y., Mori, M., T., Arazoe, T., Kamakura, T.
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Journal Title
iScience
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Genome editing using a versatile vector-based CRISPR/Cas9 system in Fusarium species2022
Author(s)
Shinkado, S., Saito, H., Yamazaki, M., Kotera, S., Arazoe, T., Arie, T., Kamakura, T.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Genome editing using a versatile vector-based CRISPR/Cas9 system in Fusarium species2023
Author(s)
Arazoe, T., Yamazaki, M., Shinkado, S., Saito, H., Kotera, S., Arie, T., Kamakura, T.
Organizer
16th European Conference on Fungal Genetics (ポスター発表)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Rapid and frequent loss of female fertility under culture condition in the rice blast fungus2023
Author(s)
Kita, K., Uchida, M., Teraoka, T., Arie, T., Arazoe, T., Kamakura, T.
Organizer
16th European Conference on Fungal Genetics (ポスター発表)
Int'l Joint Research
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