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Decoding the molecular basis of phytopathogen evolution in the fungal kingdom

Research Project

Project/Area Number 22K20583
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0602:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

Tsushima Ayako  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 助教 (50965077)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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)
Keywords植物病原真菌 / 比較ゲノミクス / オルソグループ / Colletotrichum / 恒常発現株 / 相同遺伝子 / 形質転換 / k-mer
Outline of Research at the Start

植物病原真菌同士の比較解析により、植物病原真菌の異なるニッチへの適応が明らかにされてきた。しかし、その前段階、つまり真菌がどのように植物病原性を獲得したのかはほとんどわかっていない。植物病原真菌を特徴づける因子を明らかにするには、それ以外の種を比較対象として、真菌界全体を網羅した大規模な解析を行う必要がある。 本研究では、1000種以上の真菌ゲノムを比較して植物病原性の獲得と同じ進化的軌道を示す相同遺伝子グループを同定する。さらに、得られた候補遺伝子の病原性への寄与をモデル実験系を用いて効率的に検証する。これらの解析により、本研究は植物病原性獲得の根本に関わる新奇因子の発見を目指す。

Outline of Final Research Achievements

It remains unclear how certain fungal species have adapted to plant pathogenic lifestyle. This study aimed to identify novel elements that are relevant to acquisition of plant pathogenicity in the fungal kingdom. For this, we explored and functionally characterized genes that are unique to plant pathogenic fungi. Our analyses found that Colletotrichum higginsianum transformants constitutively expressing 6BP-2 gene, which is specifically conserved among plant pathogenic ascomycetes, tend to show reduced pathogenicity. This brought us a new working hypothesis that plants may recognize 6BP-2 and induce defence responses while 6BP-2 is also necessary for phytopathogenicity in fungi.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、植物病原性を示す子のう菌のゲノム上に特異的に保存された6BP-2遺伝子の機能解析を行なった。その結果、この遺伝子を恒常的に発現するモデル植物病原子のう菌は野生型に比べ病原性が低下する傾向にあることを明らかにした。これにより、6BP-2遺伝子が病原性に重要な一方、植物は病原菌が共通にもつ因子を認識し防御応答を誘導しているのではないかという新たな作業仮説が得られた。今後、6BP-2の機能をさらに詳細に明らかにできれば、植物-病原体間の共進化に関する理解が深まるだけでなく、新たな植物保護技術への応用も期待できる。

Report

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

    (8 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] John Innes Centre/NIAB(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] IHAR-PIB(ポーランド)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] John Innes Centre/NIAB(英国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] IHAR-PIB(ポーランド)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 植物病原子嚢菌に保存されたSB2遺伝子を過剰発現するColletotrichum higginsianumの病原性は低下傾向を示す2024

    • Author(s)
      山口龍真, 藏本亞理紗, 青木 考, 津島綾子
    • Organizer
      令和6年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Constitutive expression of a phytopathogenic ascomycete-associated gene tends to suppress infection of Colletotrichum higginsianum2024

    • Author(s)
      Ryushin Yamaguchi, Arisa Kuramoto, Koh Aoki, Ayako Tsushima
    • Organizer
      日本植物生理学会第65回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Identifying genetic determinants for virulence in the wheat leaf rust pathogen using k-mer GWAS analysis2023

    • Author(s)
      Ayako Tsushima, Amelia Hubbard, Grzegorz Czajowski, Pawel Czembor, Diane G.O. Saunders
    • Organizer
      2023 IS-MPMI Congress
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コムギ赤さび病菌の病原性決定因子同定に向けたk-mer GWAS解析2023

    • Author(s)
      津島綾子, Amelia Hubbard, Grzegorz Czajowski, Pawel Czembor, Diane G.O. Saunders
    • Organizer
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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