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寄生植物ストライガのゲノム研究

研究課題

研究課題/領域番号 12F02512
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 環境農学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

白須 賢  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター

研究分担者 MUTUKU J.M.  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 外国人特別研究員
JOSIAH Museimbi Mutuku  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 外国人特別研究員
JOSIAH MuseimbiMutuku  独立行政法人理化学研究所, 植物免疫研究グループ, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012 – 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードStriga / Rice / Striga-resistance / Defence signalling / JA-SA interaction / Striga hermonthica / defence response / SA and JA pathways / 植物 / 生理学 / 病理学 / 遺伝子
研究実績の概要

In Africa, the most economically important constraints to crop production include Striga species i. e., S. hermonthica and S. asiatica, among others, which affect the production of sorghum, millet, maize, sugarcane and cowpea resulting in losses of up to USD 1 billion annually affecting over 100 million farmers. The fundamental strategies to control Striga are to prevent their reproduction, to destroy their soil seed bank and to limit their spread to new uninfested areas. Towards this end, cultivars and wild relatives of several crop species including sorghum, which show resistance to Striga have been identified. In rice, it was found that Nipponbare, a japonica cultivar is resistant against Striga. However, the molecular mechanisms underlying resistance are not well understood. In our study, we conducted an in-depth characterization of the roles of SA and JA in rice defence against Striga hermonthica. We found out that jasmonic acid (JA) and salicylic acid (SA) defence pathways were i … もっと見る nduced in rice roots after infection. Using JA and SA pathway mutants, we found that inhibiting JA biosynthesis resulted in severe Striga susceptibility only recovered by treating plants with JA. On the other hand, SA-deficient rice were resistant against Striga. The resistance phenotype was characterized by a strong induction of the JA defence pathway. In the Striga-infected rice roots, we found that a gene called OsWRKY45 was highly expressed. When we knocked down this gene, the plants were highly susceptible to Striga infection and the susceptibility was recovered by addition of JA. These results highlighted the significance of OsWRKY45 in regulating both the JA and SA defence pathways in resistance against Striga parasitism. These data offer to our knowledge, the first insight into the resistance mechanisms that enable monocots to resist Striga parasitism and have revealed several previously unknown characteristics of defence pathway crosstalk. Knowledge of the mechanisms involved in the complex JA and SA interactions are necessary to understand the evolution of resistance and the development of successful solutions to parasitic weed problems in agriculture. 隠す

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The genus Striga : a witch profile2014

    • 著者名/発表者名
      Thomas Spallek, Mutuku Musembi, Ken Shirasu
    • 雑誌名

      Molecular Plant Patholology

      巻: 14 号: 9 ページ: 861-869

    • DOI

      10.1111/mpp.12058

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Resistance against Striga parasitism involves JA and WRKY45-regulated SA/BTH defence pathwavs.2014

    • 著者名/発表者名
      J. Musembi Mutuku
    • 学会等名
      Molecular-Plant Microbe Interaction (MPMI)
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Striga; physiology, effects and genomics2015

    • 著者名/発表者名
      J. Musembi Mutuku, Thomas Spallek, Ken Shirasu
    • 総ページ数
      442
    • 出版者
      Mc Graw-Hill Year Book of Science 2015
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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