| Project/Area Number |
20H00421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺内 良平 京都大学, 農学研究科, 教授 (50236981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤崎 恒喜 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (30626510)
阿部 陽 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主席研究員 (80503606)
清水 元樹 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主任研究員 (90734343)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥45,630,000 (Direct Cost: ¥35,100,000、Indirect Cost: ¥10,530,000)
Fiscal Year 2020: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
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| Keywords | ゲノム / 宿主-病原菌相互作用 / イネ / 抵抗性遺伝子 / いもち病菌 / 共進化 / 植物病害抵抗性 / NLR / AVR |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、イネの最重要病害のいもち病に対する抵抗性を増強することを目的に、イネタンパク質NLR遺伝子がどのようにしていもち病菌の病原性因子を認識して抵抗性を誘導するのか、その分子機構を明らかにする。さらにNLR遺伝子を改変することによりより強力な抵抗性を実現する。さらにNLR遺伝子の進化を明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初計画に従い、研究を実施した。今年度の研究実績は下記の通りである。
(1) Pik NLRの IDのエンジニアリングによる抵抗性遺伝子認識特異性の拡大: 申請者らは、現在までにPik-1 NLR Integrated Domain (ID)であるHMAドメインの結晶構造解析により、AVR-PikとHMA-IDの相互作用に重要な原子間相互作用を特定した。一方AVR-Pikは、その宿主標的因子としてsmall HMA1(sHMA1)タンパク質に結合して安定化することを見出した。そこで、Pikp-1のIDのHMAとsHMAを交換して、多様なAVR-Pik対立遺伝子を認識することが可能なNLRを生成するコンストラクトを作成し、イネ形質転換を開始した。
(2)Pias/Pia NLRの機能と進化の解明: エンジニアリング新規に同定したPias NLR遺伝子座を構成するPias-1とPias-2遺伝子の詳細な多型解析を実施した。その結果、Pias-2座が高度に多型で、多くの種類のIDを保有する対立遺伝子が見出された。Pias-2遺伝子座には、trans-species polymorphismが見出され、本遺伝子座にbalancing selectionが働いていることが示唆された。Pias－2のID交換によるNLRエンジニアリング実験に着手した。
(3)NLRネットワークの機能解明: Pia遺伝子座近傍には、10個以上のNLR遺伝子がクラスターとなって存在する。これらのNLRの機能解明の目的で、各遺伝子のCRISPR/Cas9によるノックアウト実験に着手した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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