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ファイトプラズマの絶対寄生性のゲノム進化的解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23673
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0602:生産環境農学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

宮崎 彰雄  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (70847748)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードファイトプラズマ / 絶対寄生性 / 次世代シーケンス / ゲノム進化 / 植物病 / 比較ゲノム解析
研究開始時の研究の概要

植物病による農業被害は大きく、病原体の寄生システムを解明して防除法を構築することが喫緊の課題である。重要な防除対象の一つであるファイトプラズマ属細菌は、宿主から独立して生育できない性質 “絶対寄生性” をもつ。この性質は宿主への物質依存に起因すると考えられているが、詳細な機構は未知のままであった。本研究では、本属が辿った遺伝子構成の変遷を比較ゲノム解析によって推定し、物質収奪や代謝の観点から解釈することで、本属に共通する “絶対寄生性” の遺伝的背景を包括的に解明する。これにより、防除法構築の基盤的知見を得るのみならず、病原性の理解に示唆を与え、更には長年の課題である人工培養の実現に貢献する。

研究成果の概要

本研究では、ファイトプラズマ属細菌に特徴的かつ共通する“絶対寄生性”の分子機構にアプローチすることを目的とした。まず遺伝的背景解明の技術的障壁を克服するために、ファイトプラズマDNAの濃縮法を構築して、より効率的なゲノム解読を実現した。また、ファイトプラズマが植物体内で分泌するエフェクターであるファイロジェンについて、属内における共通性と多様性を解明した。さらに、昆虫体内における寄生実態を詳細に理解するため、感染部位が変遷する様子を詳細に観測した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ファイトプラズマ属細菌は、世界中で様々な農作物に壊滅的な被害をもたらしている植物病原体である。有効な農薬は開発できておらず、防除策の構築が喫緊の課題となっている。本研究では、その寄生システムの一端を、植物宿主と昆虫宿主の両面から明らかにした。ファイトプラズマは宿主細胞から独立しては生育できないため、寄生を成立させている分子メカニズムを標的にした新たな防除法が期待されており、本研究はその実現に寄与すると期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Enrichment of phytoplasma genome DNA through a methyl-CpG binding domain-mediated method for efficient genome sequencing2021

    • 著者名/発表者名
      Nijo Takamichi、Iwabuchi Nozomu、Tokuda Ryosuke、Suzuki Takumi、Matsumoto Oki、Miyazaki Akio、Maejima Kensaku、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 87 号: 3 ページ: 154-163

    • DOI

      10.1007/s10327-021-00993-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal dynamics and quantitative analysis of phytoplasmas in insect vectors2020

    • 著者名/発表者名
      Koinuma Hiroaki、Maejima Kensaku、Tokuda Ryosuke、Kitazawa Yugo、Nijo Takamichi、Wei Wei、Kumita Kohei、Miyazaki Akio、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 4291-4291

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61042-x

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] フィールドサンプルからの効率的なファイトプラズマゲノム解読系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      二條貴通・岩渕望・徳田遼佑・鈴木拓海・松本旺樹・宮﨑彰雄・前島健作・大島研郎・難波成任・ 山次康幸
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 媒介昆虫の主要感染器官におけるファイトプラズマの時空間動態2021

    • 著者名/発表者名
      鯉沼宏章・徳田遼佑・松本旺樹・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・難波成任・山次康幸
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンの網羅的探索2021

    • 著者名/発表者名
      岩渕望・北沢優悟・松本旺樹・鈴木拓海・宮﨑彰雄・二條貴通・前島健作・大島研郎・難波成任・ 山次康幸
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 葉化誘導能をもたないファイロジェングループの特定2021

    • 著者名/発表者名
      松本旺樹・岩渕望・北沢優悟・鈴木拓海・鯉沼宏章・宮崎彰雄・前島健作・大島研郎・難波成任・ 山次康幸
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 媒介昆虫個体内におけるファイトプラズマの経時的動態解析2020

    • 著者名/発表者名
      鯉沼宏章・魏薇・徳田遼佑・ 北沢優悟・二條貴通・汲田幸平・ 宮﨑彰雄・前島健作・難波成任・ 山次康幸
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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