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Exhaustive search to identify plant peptides promoting synbiotic effects

Research Project

Project/Area Number 19K22313
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

花田 耕介  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柘植 尚志  中部大学, 応用生物学部, 教授 (30192644)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords共生菌 / ペプチド / シロイヌナズナ
Outline of Research at the Start

本研究では、植物のモデル生物であるシロイヌナズナと共生菌であるColletotrichum tofieldiae(Ct菌)を利用して、共生関係を促進させる植物由来のペプチド性遺伝子の同定を目指す。そこで、先行研究で構築している短い遺伝子のシロイヌナズナの過剰発現体にCt菌を感染させ、Ct菌の共生を促進させるペプチド性遺伝子を探索する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低リン状態で生育しているシロイヌナズナに感染し、リン供給を助ける役割を果たす糸状菌(Colletotrichum tofieldiae、Ct菌)を共生菌として利用する。共生では、お互いの生長のバランスが必要になるため、植物体は、共生菌が必要な状況か、共生菌の不必要な状況か、を共生菌に伝達する分子メカニズムが存在すると考えられる。偶発的ではあるが、先行研究の結果、植物由来の分泌性ペプチドの中に、糸状菌の形態を変化させるものがあることを見出している。これは、植物由来の分泌性ペプチドが、糸状菌に、情報を伝達しているペプチドである可能性が高いと考えた。そこで、候補として挙げられている糸状菌の形態を変化させる一つのペプチドに着目し、これがCt菌の共生誘導を示すかを、明らかにする。そこで、一つのペプチドを過剰に発現させる形質転換体と発現を抑制させる形質転換体を構築し、Ct菌の共生を変化させるを確認した。その結果、過剰に発現させる形質転換体では、リン濃度が高い時にも低いときの培地でも、生長を促進させる傾向が高いことをが見出された。一方で、発発現抑制させる形質転換体では、リン濃度に依存せずに、共生菌による成長は大きく変化しなかった。
また、リン以外の供給をCt菌が助ける役割を持つかを明らかにするために、Ct菌が植物に供給するイオンを網羅的に調べた。その結果、リン以外の供給も促進していることを示唆する結果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

網羅的なスクリーニングは実施が難航しているが、着目しているひとつの形質転換体で、共生効果を変化させる可能性があるものを見出したため、順調にいっていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

網羅的なスクリーニングを実施するよりも、現在見出されている、形質転換体が共生にどのように関わるかを明らかにすることに着目した研究を推進する予定でいる。

Report

(2 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(5 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Degree of Functional Divergence in Duplicates Is Associated with Distinct Roles in Plant Evolution2021

    • Author(s)
      Ezoe Akihiro、Shirai Kazumasa、Hanada Kousuke
    • Journal Title

      Molecular biology and evolution

      Volume: 38 Pages: 1447-1459

    • DOI

      10.1093/molbev/msaa302

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of endogenous small peptides involved in rice immunity through transcriptomics‐ and proteomics‐based screening2020

    • Author(s)
      Wang Pingyu、Yao Shaolun、Kosami Ken‐ichi、Guo Ting、Li Jing、Zhang Yuanyuan、Fukao Yoichiro、Kaneko‐Kawano Takako、Zhang Heng、She Yi‐Min、Wang Pengcheng、Xing Weiman、Hanada Kousuke、Liu Renyi、Kawano Yoji
    • Journal Title

      Plant biotechnology journal

      Volume: 18 Pages: 415-428

    • DOI

      10.1111/pbi.13208

    • NAID

      120006812131

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of small coding genes on the circadian rhythms under elevated CO2 conditions in plants2020

    • Author(s)
      Higuchi-Takeuchi Mieko、Kondo Takayuki、Shimizu Minami、Kim You-Wang、Shinozaki Kazuo、Hanada Kousuke
    • Journal Title

      Plant Molecular Biology

      Volume: 104 Pages: 55-65

    • DOI

      10.1007/s11103-020-01023-w

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hormone-like peptides and small coding genes in plant stress signaling and development2019

    • Author(s)
      FuminoriTakahashi, KousukeHanada, TakayukiKondo, KazuoShinozaki
    • Journal Title

      Current opinion in plant biology

      Volume: 51 Pages: 88-95

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2019.05.011

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contribution of Functional Divergence through Copy Number Variations to the Inter-species and Intra-species Diversity in Specialized Metabolites2019

    • Author(s)
      Kazumasa Shirai, Kousuke Hanada
    • Journal Title

      Frontiers in plant science

      Volume: 10 Pages: 1567-1567

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01567

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2021-12-27  

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