Comprehensive analysis of effectors to elucidate infection strategies of plant parasitic nematodes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14904
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 39050:Insect science-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Sato Kazuki 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (90842071)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物寄生性線虫 / ネコブセンチュウ / 植物免疫 / エフェクター / 生物間相互作用 / RNA結合タンパク質

Outline of Final Research Achievements

Plant parasitic nematodes are among the most devastating plant pathogens worldwide. To parasite host plants, nematodes secret effectors, which are virulence factors that suppress the plant immune responses. However, our knowledge on nematode effector is limited. In this study, effector mining based on genomic and transcriptomic information of plant parasitic nematodes and functional analyses of effector candidates using a high-throughput screening strategy were carried out. As a result, novel nematode effector that targets RNA-binding protein and drastically suppresses plant immune responses was identified. This study provides new insight into the molecular level interactions that take place between nematodes and plants.

Free Research Field

植物病理学、寄生虫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物寄生性線虫は多様な作物に甚大な被害を与えており、その被害額は世界全体で年間14兆円に上ると試算されている。従来、線虫の防除は毒性の強い農薬に大きく依存してきたが、人体や環境への悪影響から世界的にその使用が禁止されてきており、より持続可能な防除法への転換が求められている。本研究では、線虫のエフェクターが標的とする植物側因子の解析から、植物のRNA結合タンパク質が免疫の制御に関与しており、線虫への防御応答において重要な役割を持つことを明らかにした。このことから、将来的に線虫に強い作物を創出し、農薬に依存しすぎない線虫防除法を確立する上で、重要な知見を得ることができたといえる。