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寄生植物の寄生器官形成シグナル伝達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02464
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

吉田 聡子  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20450421)

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
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード寄生植物 / 植物ホルモン / 変異体 / 遺伝学 / エチレン / 吸器形成 / 宿主侵入 / シグナル伝達 / 分子遺伝学 / 次世代シーケンサー / 吸器
研究成果の概要

アフリカを中心に穀物に寄生して甚大な農業被害を出しているハマウツボ科寄生植物のモデル実験型を構築し、寄生の成立に必要な遺伝子を同定した。日本に自生する条件的寄生植物であるコシオガマを用いて寄生ができない変異体の単離を行い、宿主に侵入することができない変異系統を単離した。次世代シーケンサーを用いて変異体の原因遺伝子を同定したところ植物ホルモンであるエチレンのシグナル伝達遺伝子であることが明らかになった。本研究により、寄生におけるエチレンシグナルの重要性が明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ハマウツボ科寄生植物の宿主侵入に植物ホルモンエチレンのシグナル伝達が重要なことを明らかにした。エチレンは農業寄生雑草ストライガの発芽誘導物質としても知られており、本発見によってエチレンやエチレン阻害剤を用いた新たな防除法の開発につながると期待できる。また、寄生植物の変異体からの遺伝子同定法を確立したことで、今後、規制に必須な遺伝子の同定がさらに進むと期待できる。

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

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Pennsylvania State University/Virginia University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional reconstructions of haustoria in two parasitic plant species in the Orobanchaceae2021

    • 著者名/発表者名
      Masumoto Natsumi、Suzuki Yuki、Cui Songkui、Wakazaki Mayumi、Sato Mayuko、Kumaishi Kie、Shibata Arisa、Furuta Kaori M、Ichihashi Yasunori、Shirasu Ken、Toyooka Kiminori、Sato Yoshinobu、Yoshida Satoko
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: - 号: 4 ページ: 1429-1442

    • DOI

      10.1093/plphys/kiab005

    • 関連する報告書
      2020 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] An auxin transport network underlies xylem bridge formation between the hemi-parasitic plant Phtheirospermum japonicum and host Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Wakatake Takanori、Ogawa Satoshi、Yoshida Satoko、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      Development

      巻: 147 号: 14

    • DOI

      10.1242/dev.187781

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ethylene signaling mediates host invasion by parasitic plants2020

    • 著者名/発表者名
      Cui Songkui、Kubota Tomoya、Nishiyama Tomoaki、Ishida Juliane K.、Shigenobu Shuji、Shibata Tomoko F.、Toyoda Atsushi、Hasebe Mitsuyasu、Shirasu Ken、Yoshida Satoko
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 44 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1126/sciadv.abc2385

    • 関連する報告書
      2020 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] Subtilase activity in intrusive cells mediates haustorium maturation in parasitic plants2020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Satoshi、Wakatake Takanori、Spallek Thomas、Ishida Juliane K、Sano Ryosuke、Kurata Tetsuya、Demura Taku、Yoshida Satoko、Ichihashi Yasunori、Schaller Andreas、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: - 号: 4 ページ: 1381-1394

    • DOI

      10.1093/plphys/kiaa001

    • 関連する報告書
      2020 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] Orobanchaceae parasite-host interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Mutuku J. Musembi、Cui Songkui、Yoshida Satoko、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 230 号: 1 ページ: 46-59

    • DOI

      10.1111/nph.17083

    • 関連する報告書
      2020 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] The Structural Integrity of Lignin Is Crucial for Resistance against Striga hermonthica Parasitism in Rice2019

    • 著者名/発表者名
      Mutuku J. Musembi、Cui Songkui、Hori Chiaki、Takeda Yuri、Tobimatsu Yuki、Nakabayashi Ryo、Mori Tetsuya、Saito Kazuki、Demura Taku、Umezawa Toshiaki、Yoshida Satoko、Shirasu Ken
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 179 号: 4 ページ: 1796-1809

    • DOI

      10.1104/pp.18.01133

    • 関連する報告書
      2019 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] Genome sequence of Striga asiatica provides insight into the evolution of plant parasitism.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S. et al.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 29 号: 18 ページ: 3041-3052

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.07.086

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 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] Reactive oxygen species (ROS) generation is indispensable for haustorium formation of the root parasitic plant Striga hermonthica2019

    • 著者名/発表者名
      Wada Syogo、Cui Songkui、Yoshida Satoko
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.00328

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 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] Haustorium Inducing Factors for Parasitic Orobanchaceae.2019

    • 著者名/発表者名
      Goyet, V., Wada, S., Cui, S., Wakatake, T., Shirasu, K., Montiel, G., Simier, P. and Yoshida S.
    • 雑誌名

      Frontiers Plant Sci.

      巻: 10 ページ: 1056-1056

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Feeding behavior of Golden Apple Snail on rice and subsequent rice defense response2021

    • 著者名/発表者名
      Mafrikhul MUttaqin;Songkui Cui;Satoko Yoshida
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of a root parasitic plant Phtheirospermum japonicum mutant that induces haustoria in the absence of host signal2021

    • 著者名/発表者名
      Lei Xiang, Songkui Cui, Satoko Yoshida
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 植物体のDMBQ培養により産生される寄生植物の吸器誘導物質の解析2021

    • 著者名/発表者名
      青木夏美, 和田将吾, Songkui Cui, 吉田聡子
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cellular and subcellular localization of haustorium inducing signals in the haustorium of the parasitic plant Striga hermonthica2021

    • 著者名/発表者名
      Songkui Cui, Yuri Takeda, Toshiaki Umezawa, Yuki Tobimatsu, Satoko Yoshida
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの吸器形成における遺伝子発現解析2021

    • 著者名/発表者名
      和田将吾,小堀俊吾,熊石妃恵,Songkui Cui,市橋泰範,吉田聡子
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 宿主由来シグナルによって制御される寄生植物の器官発生2020

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell-cell interaction between parasitic plants and host plants2020

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル寄生植物の解析からみる植物間相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子
    • 学会等名
      植物科学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] つながる根:寄生植物と宿主植物のフシギな関係2020

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 寄生器官を形成しないコシオガマ変異体の解析2020

    • 著者名/発表者名
      相澤みお, Songkui Cui, 古田かおり, 吉田聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ハマウツボ科寄生植物シオガマギクにおけるアーバスキュラー菌根菌感染条件の探索2020

    • 著者名/発表者名
      川井友裕, 伊藤元巳, 吉田聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの吸器誘導物質の探索2020

    • 著者名/発表者名
      和田将吾, 清水崇史, ツイソンクイ
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Signal exchanges between parasitic plants and host plants to establish plant-plant connection2020

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida
    • 学会等名
      JSPP2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic basis for host and parasitic plant communication2019

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida
    • 学会等名
      The 15th World Congress on Parasitic Plants
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vascular connection between parasitic plants and host plants2019

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida
    • 学会等名
      Plant Vascular Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ethylene signaling mediates fine-tuning of host infection by parasitic plants2019

    • 著者名/発表者名
      Songkui Cui, Tomoya Kubota, Yuko Yoshimura, Ken Shirasu, Satoko Yoshida
    • 学会等名
      Molecular Plant Microbe Interaction
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コシオガマにおける花粉を用いた形質転換法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      谷澤美杜里、Songkui Cui、吉田聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの新規吸器誘導物質の探索2019

    • 著者名/発表者名
      和田 将吾,清水 崇史,Songkui Cui,峠 隆之,吉田 聡子
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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