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Investigation of hostrange determination systems of Verticillium species using interspescific asexual recombination

Research Project

Project/Area Number 21K05594
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Usami Toshiyuki  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 准教授 (50334173)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords植物病原糸状菌 / 病原性 / 土壌伝染病 / 宿主範囲 / Verticillium属菌 / 植物病害 / 半身萎凋病 / 糸状菌 / 菌類 / 植物病原菌
Outline of Research at the Start

Verticillium属菌は、広い宿主範囲を持ちながら系統ごとに明確な病原性分化が認められる代表的な植物病原糸状菌である。しかし、本属菌の宿主範囲決定機構の全体像はいまだ明確ではない。特に、V. dahliaeの全系統が病原性を示すナスなどに対する病原性決定因子の解析は、V. dahliae同士の交雑では困難である。本研究では、アブラナ科に特異な病原性を示す異質2倍体種V. longisporumとV. dahliaeを交雑することで、ナスなどへの病原性を決定する菌ゲノム配列を明らかにし、宿主決定機構や本属の種分化・病原性分化機構の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we attempted genetic recombination between V. dahliae and other Verticillium species to investigate genetic factors involved in virulence on eggplant. Protoplast fusion between a strain of V. dahliae which is highly virulent on eggplant and less virulent other species (V. longisporum, V. alfalfae) was performed. Most recombinants appeared to have entire genome of both parental strains of each species. Interestingly, all fusants between V. dahliae and V. longisporum lost pathogenicity on eggplant. In contrast, fusants between V. dahliae and V. alfalfae were pathogenic on eggplant. These results indicate that there is some kind of genetic factor which suppress pathogenicity on eggplant completely in the genome of V. longisporum, but not in the genome of V. alfalfae.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Verticillium属菌は様々な作物に萎凋性病害を引き起こす植物病原糸状菌である。本菌は耐久生存体により土壌中に十年以上生残し、広範な双子葉植物に感染するため、その防除は極めて困難で、世界各地の作物生産に甚大な被害を与えている。本属菌の宿主範囲は菌種あるいは菌株ごとに異なるが、その宿主選択メカニズムは解明されておらず、これが防除を一層困難にしている。本研究では、本属菌の種レベルでの宿主選択に非病原力因子が関与することを世界で初めて示した。これは、本属菌の病原性決定機構を解明して防除法を確立するために、極めて重要な知見である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Functional Characterization of <i>Verticillium dahliae</i> Race 3-Specific Gene <i>VdR3e</i> in Virulence and Elicitation of Plant Immune Responses2023

    • Author(s)
      Tan Qian、Li Ran、Liu Lei、Wang Dan、Dai Xiao-Feng、Song Li-Min、Zhang Dan-Dan、Kong Zhi-Qiang、Klosterman Steve J.、Usami Toshiyuki、Subbarao Krishna V.、Liang Wen-Xing、Chen Jie-Yin
    • Journal Title

      Microbiology Spectrum

      Volume: 11 Issue: 4

    • DOI

      10.1128/spectrum.01083-23

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Verticillium属における同種・異種間融合株の倍数性2024

    • Author(s)
      谷中仁有, 佐々木葉南, 宇佐見俊行
    • Organizer
      日本土壌微生物学会2024年度大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Verticillium dahliaeのピーマンに対する病原性の有無に非病原力因子が関与する可能性2024

    • Author(s)
      張寧寧, 白井慶, 孫暁雨, 宇佐見俊行
    • Organizer
      日本土壌微生物学会2024年度大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Virulence of interspecific fusants of Verticillium species in eggplant2024

    • Author(s)
      Niyu Yanaka, Senri Yoshida, Toshiyuki Usami
    • Organizer
      XX International Plant Protection Congress
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オクラへの病原力が異なるVerticillium alfalfaeの2菌株間における遺伝的交雑2023

    • Author(s)
      佐々木葉南・宇佐見俊行
    • Organizer
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Investigation of the Verticillium wilt pathosystems in horticultural plants to develop novel control methods for it2022

    • Author(s)
      Megumi Araya, Toshiyuki Usami
    • Organizer
      31st International Horticultural Congress 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Verticillium longisporumと 他のVerticillium 属菌との種間交雑 および染色体脱落の誘導2022

    • Author(s)
      吉田先利・佐々木葉南・和田拓也・宇佐見俊行
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 病原性遺伝子探索を目的としたVerticillium alfalfaeとV. dahliae の種間交雑の試み2022

    • Author(s)
      和田拓也・佐々木葉南・吉田先利・宇佐見俊行
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 半身萎凋病菌のトマトに対する病原性を決定するゲノム領域2022

    • Author(s)
      荒矢恵・宇佐見俊行
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 半身萎凋病菌のピーマンに対する病原性を決定するゲノム領域2022

    • Author(s)
      張寧寧・孫暁雨・宇佐見俊行
    • Organizer
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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