研究課題
基盤研究(C)
本研究はイネいもち病菌をモデルとした不稔化因子の探索・同定ならびにその分子制御メカニズムの解明を計画する。得られた知見に基づいて，交配関連遺伝子や不稔化因子の機能または不稔化メカニズム全体が無性感染生活環にどのような影響を及ぼしているかを包括的に理解し，植物病原菌の不稔化における生物学的意義の一端を明らかにすることを試みる。
動物や植物等の多くの真核生物は有性生殖により生命の連続性を維持するとともに多様性を生み出している。一方，動植物と同じ真核生物である植物病原糸状菌や麹菌などの有用物質生産菌では、不稔化して有性生殖がみられない種が多数存在し、かつては完全世代を示さないことから不完全菌類と呼ばれていた。本研究では菌株によって稔性・不稔性の両形質が確認されているイネいもち病菌をモデルとして，不稔化因子を探索・同定することで不稔化の分子制御メカニズムの解明を試みる。また感染過程を含む無性生活環における不稔化の影響を明らかにすることで「なぜ不稔化したのか」という生物学的意義の一端を明らかにすることを目的としている。本年度は稔性株と雌性不稔性株の連続戻し交配により取得した第4世代のNear Isogenic Lineを用いて、比較ゲノム解析およびゲノム編集技術を用いた網羅的な遺伝子機能解析により，交配関連遺伝子の発現制御に関与する転写因子Pro1の機能欠損が本菌の不稔化の原因の一つであることを突き止めることに成功した。Pro1の機能欠損による感染性や病原性への影響はみられなかったものの，Pro1の下流で制御されていると考えられる複数の交配関連遺伝子の発現低下が生じていること，分生子柄からの分生子の離脱率が増加することから生存に有利な形質を獲得している可能性があること，さらにコムギいもち病菌を含む複数のフィールド分離株においてPro1の機能的変異が生じていることを見出した。
2: おおむね順調に進展している
Pro1の機能欠損が自然界で生じたイネいもち病菌の不稔化機構の一部であることを明らかにし，不稔化により腐生生活環や病原菌の拡散等に優位となるような形質の変化が生じることを見出した。一方，Pro1以外の不稔化因子の探索や実験環境下で生じる不稔化因子の同定においても比較ゲノム解析が進行しており，計画通りに進展している。
Pro1機能欠損により生じる分生子離脱率の増加について，より詳細な表現型解析ならびに分子メカニズムの追求を行う。また，実験環境下で生じる不稔化を含む他の不稔化因子の同定，表現型解析，Pro1との相互作用を解析することで，本菌の不稔化機構について多角的に理解する。
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iScience
巻: in press
Scientific Reports
巻: - 号: 1
10.1038/s41598-022-20697-4
