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植物病原菌の二次代謝産物生合成に依存した寄生・共生および腐生戦略の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06053
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関鳥取大学

研究代表者

児玉 基一朗  鳥取大学, 農学部, 教授 (00183343)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード植物病原菌 / 腐生菌 / 共生菌 / 二次代謝産物 / ゲノミクス / 遺伝子クラスター
研究開始時の研究の概要

植物病原糸状菌は植物との共進化の結果として、多種多様な二次代謝産物(SM)生産能を発達させてきた。SMは、菌における生存・発病ストラテジーのひとつとして、腐生菌、共生菌および病原菌を分かつ要因となり、さらに病原菌においてはエフェクター分子として、病原性の分化に大きく寄与している。Alternaria菌群は腐生、寄生および共生系統を有し、菌の多様なライフスタイルを決定する分子機構解明のモデルとなる。本研究では、Alternaria菌群が保有する多彩なSM生合成系に焦点を当て、菌のライフスタイルの変遷・進化と多様性形成の仕組みを、糸状菌ゲノミクスを基盤として解明する。

研究成果の概要

植物病原糸状菌は植物との共進化の結果として、多種多様な二次代謝産物生産能(=生理活性物質多様性創出システム)を発達させてきた。それら化合物は、菌における生存・発病ストラテジーのひとつとして、腐生菌(非病原菌)、共生菌および病原菌を分かつ要因となり、病原性の分化にも寄与している。ネクロトロフ菌であるAlternaria菌群は、同属中に腐生、寄生および共生系統を有し、菌の多様なライフスタイルを決定する分子機構解明のモデルとなる。本研究では、病原菌が保有する極めて多彩な二次代謝産物生合成系に焦点を当て、菌のライフスタイルの変遷・進化と多様性形成の仕組みを、糸状菌ゲノミクスを基盤として解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Alternaria菌群は、従来顧みられることの少なかった腐生菌から共生菌、さらに高度に分化した寄生菌まで幅広く包含するユニークなグループであり、菌の腐生性および寄生性の全体像を理解するための特色ある対象生物である。この特性を最大限に活用し、糸状菌の特質でもある多彩なSM生合成系をターゲットにして、菌の生存・発病戦略の分子機構、多様性および進化を包括的に解析することが可能となった。腐生生活においても重要である二次代謝系の分子機構が解明されれば、寄生菌コントロールの一環として、腐生生活環をターゲットにするという全く新規な応用研究分野が創出され、そのインパクトは大である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Cornell University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] AgResearch(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 植物病原菌の二次代謝産物生合成に依存した寄生戦略の進化2023

    • 著者名/発表者名
      児玉 基一朗・赤木 靖典・髙尾 和実・江草 真由美・有江 力・柘植 尚志
    • 雑誌名

      植物感染生理学研究の未来. 植物感染生理談話会論文集

      巻: 57 ページ: 129-140

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of methoxylchalcones produced in response to CuCl2 treatment and pathogen infection in barley2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ube, Yuhka Katsuyama, Keisuke Kariya, Shin-ichi Tebayashi, Masayuki Sue, Takuji Tohnooka, Kotomi Ueno, Shin Taketa and Atsushi Ishihara
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 184 ページ: 112650-112650

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2020.112650

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutations found in the Asc1 gene that confer susceptibility to the AAL-toxin in ancestral tomatoes from Peru and Mexico2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki, R., Cabrera Pintado, R.M., Kodama, M., Komatsu, K. and Arie, T. et al.
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 号: 1 ページ: 47-47

    • DOI

      10.3390/plants10010047

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Natural variation of diterpenoid phytoalexins in cultivated and wild rice species2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kariya, Naoki Ube, Makoto Ueno, Masayoshi Teraishi, Yutaka Okumoto, Naoki Mori, Kotomi Ueno and Atsushi Ishihara
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 180 ページ: 112518-112518

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2020.112518

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 沖縄県内サトウキビ圃場から分離された細菌株の各種植物病原菌に対する阻害活性2021

    • 著者名/発表者名
      福井瑛士・伊藤通浩・新里尚也・伊禮 信・長谷川 優・有江 力・木戸一孝・児玉基一朗
    • 学会等名
      2021年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 果樹病害の現状とこれから2021

    • 著者名/発表者名
      児玉基一朗
    • 学会等名
      樹木医学会第26回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AAL 毒素感受性を決定するAsc1 遺伝子の多様性解析に基づくトマト栽培化・進化に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      都筑 麟・Rosa Maria Cabrera Pintado・児玉 基一朗・小松 健・有江 力
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 沖縄県内サトウキビ圃場から分離されたBacillus属菌のサトウキビ黒穂病菌およびバナナパナマ病菌に対する阻害活性2021

    • 著者名/発表者名
      福井瑛士・伊藤通浩・新里尚也・伊禮 信・有江 力・児玉基一朗
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 沖縄県内サトウキビ圃場から分離されたサトウキビ黒穂病菌胞子発芽阻害活性を示す細菌2020

    • 著者名/発表者名
      福井瑛士・伊藤通浩・新里尚也・伊禮 信・有江 力・児玉基一朗
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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