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寄生植物ストライガにおけるストリゴラクトンシグナル伝達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02459
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

土屋 雄一朗  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (00442989)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードストリゴラクトン / 寄生植物 / ストライガ / 受容体 / 発芽 / シグナル伝達 / ケミカルバイオロジー / 植物ホルモン
研究成果の概要

ハマウツボ科の寄生植物であるストライガ(Striga hermonthica)は、トウモロコシやソルガムといった穀物に寄生し枯死させることが知られており、アフリカの食糧生産に甚大な被害を与えることが知られている。土中で休眠する種子は、宿主植物が近くで生育を始めるとその根から放出されるストリゴラクトン(SL)を感知して発芽することが知られており、本研究では化学遺伝学の手法で新たなシグナル伝達因子の同定を目指した。発芽抑制、発芽上限突破の2種のスクリーニングより有望な化合物が得られ、標的タンパク質の同定とその生化学的な機構の解明を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ストライガをはじめとした寄生植物特有に見られる受容体のコピー数の増加の生物学的な意義が見出せていない現状において、本研究より受容体間に機能的な相互作用が存在することが示唆された。すなわち、土中に存在するSLの種類により発芽するか否かが決定されることを示唆しており、ストライガが寄生する宿主の種類をSLのブレンドを認識することで起こしていると考えられた。また、受容体ネットワークを制御することで発芽を抑制できることより、この原理を踏襲した発芽抑制剤の開発が可能となり、自殺発芽とは異なるアプローチでストライガの寄生を抑える方法へと発展することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 自殺発芽剤による寄生植物ストライガからの防除2020

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一朗
    • 雑誌名

      植調

      巻: 54 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of Polycyclic γ-Lactams with Multiple Chiral Carbon Centers via Ni(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloadditions without Stirring2020

    • 著者名/発表者名
      Ashida Keita、Hoshimoto Yoichi、Tohnai Norimitsu、Scott David E.、Ohashi Masato、Imaizumi Hanae、Tsuchiya Yuichiro、Ogoshi Sensuke
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 3 ページ: 1594-1602

    • DOI

      10.1021/jacs.9b12493

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工ストリゴラクトンの設計2019

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一朗
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 54 ページ: 49-53

    • NAID

      130007668427

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「魔女の雑草」寄生植物ストライガの撲滅に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一朗
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー (B&I)

      巻: 77 ページ: 299-303

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A femtomolar-range suicide germination stimulant for the parasitic plant Striga hermonthica.2018

    • 著者名/発表者名
      Uraguchi, D., Kuwata, K., Hijikata, Y., Yamaguchi, R., Imaizumi, H., Am, S., Rakers, C., Mori, N., Akiyama, K., Irle, S., McCourt, P., Kinoshita, T., Ooi, T., and Tsuchiya, Y.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 362 号: 6420 ページ: 1301-1305

    • DOI

      10.1126/science.aau5445

    • NAID

      120006623828

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Small Molecule Toolbox for Strigolactone Biology2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Yuichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 59 号: 8 ページ: 1511-1519

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy119

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The dynamics of strigolactone perception in Striga hermonthica: a working hypothesis2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Yuichiro、Yoshimura Masahiko、Hagihara Shinya
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 69 号: 9 ページ: 2281-2290

    • DOI

      10.1093/jxb/ery061

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Manipulating strigolactone receptors in parasitic plant Striga hermonthica with small molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      MBS symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの撲滅に 向けたケミカルバイオロジー研究2019

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一朗
    • 学会等名
      植物化学調節会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unravel strigolactone signaling and controlling parasitic plant behaviors with small molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      International conference on plant growth substances
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unravel strigolactone signaling and controlling parasitic plant behaviors with small molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      International Parasitic Plant Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unravel strigolactone signaling and controlling parasitic plant behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      ACS Spring
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unravel strigolactone signaling and controlling parasitic plant behaviors with small molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      CSH meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの撲滅に向けたケミカルバイオロジー研究2019

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一朗
    • 学会等名
      植物科学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unravel strigolactone signaling and controlling parasitic plant behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      ACS Spring 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/en/research/2018/12/Striga-SPL7.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 寄生植物発芽調節剤2018

    • 発明者名
      土屋雄一朗、浦口大輔、大井貴史、木下俊則、望田啓子
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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