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共生菌の感染を促進させる植物由来ペプチドの網羅的探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K22313
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関九州工業大学

研究代表者

花田 耕介  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)

研究分担者 柘植 尚志  中部大学, 応用生物学部, 教授 (30192644)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードシロイヌナズナ / 共生 / 短い遺伝子 / 共生菌 / Colletotrichum / ペプチド
研究開始時の研究の概要

本研究では、植物のモデル生物であるシロイヌナズナと共生菌であるColletotrichum tofieldiae(Ct菌)を利用して、共生関係を促進させる植物由来のペプチド性遺伝子の同定を目指す。そこで、先行研究で構築している短い遺伝子のシロイヌナズナの過剰発現体にCt菌を感染させ、Ct菌の共生を促進させるペプチド性遺伝子を探索する。

研究成果の概要

共生では、お互いの生長のバランスが必要になるため、植物体は、共生菌が必要な状況か、共生菌の不必要な状況か、を共生菌に伝達する分子メカニズムが存在すると考えられる。そこで、細胞外に分泌しているペプチドを人工的に構築し、共生する糸状菌の形態を変化させる一つのペプチドを見出した。これがCt菌の共生誘導を示すかを明らかにするために、候補のペプチドをコードする遺伝子を過剰に発現させる形質転換体とその遺伝子発現を抑制させる形質転換体を構築し、Ct菌に感染させ野生型と形質転換体の生長速度を比較した。その結果、ペプチドを過剰に発現している質転換体では、野生型よりも生長を促進させる傾向が高いことをが見出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物自身が、共生菌を増加してほしい状況か、細胞を抑制してほしい状況か、を伝達する分子メカニズムが存在するはずである。分子メカニズムを明らかにできた際には、植物共生菌を人為的にコントロールした農法に繋がる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Positive selective sweeps of epigenetic mutations regulating specialized metabolites in plants2021

    • 著者名/発表者名
      Shirai Kazumasa、Sato Mitsuhiko P.、Nishi Ranko、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 31 号: 6 ページ: 1060-1068

    • DOI

      10.1101/gr.271726.120

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of endogenous small peptides involved in rice immunity through transcriptomics‐ and proteomics‐based screening2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Pingyu、Yao Shaolun、Kosami Ken‐ichi、Guo Ting、Li Jing、Zhang Yuanyuan、Fukao Yoichiro、Kaneko‐Kawano Takako、Zhang Heng、She Yi‐Min、Wang Pengcheng、Xing Weiman、Hanada Kousuke、Liu Renyi、Kawano Yoji
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology Journal

      巻: 18 号: 2 ページ: 415-428

    • DOI

      10.1111/pbi.13208

    • NAID

      120006812131

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degree of Functional Divergence in Duplicates Is Associated with Distinct Roles in Plant Evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Ezoe Akihiro、Shirai Kazumasa、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 38 号: 4 ページ: 1447-1459

    • DOI

      10.1093/molbev/msaa302

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of small coding genes on the circadian rhythms under elevated CO2 conditions in plants2020

    • 著者名/発表者名
      Higuchi-Takeuchi Mieko、Kondo Takayuki、Shimizu Minami、Kim You-Wang、Shinozaki Kazuo、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 104 号: 1-2 ページ: 55-65

    • DOI

      10.1007/s11103-020-01023-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hormone-like peptides and small coding genes in plant stress signaling and development2019

    • 著者名/発表者名
      FuminoriTakahashi, KousukeHanada, TakayukiKondo, KazuoShinozaki
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 51 ページ: 88-95

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2019.05.011

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of Functional Divergence through Copy Number Variations to the Inter-species and Intra-species Diversity in Specialized Metabolites2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Shirai, Kousuke Hanada
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 1567-1567

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01567

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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