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アブラナ科植物内生細菌によるリン栄養依存的な病原性発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23KF0025
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分外国
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

晝間 敬  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20714504)

研究分担者 UTAMI YUNIAR  東京大学, 大学院総合文化研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2024年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード内生細菌 / 揮発性物質 / 栄養 / シロイヌナズナ / Pseudomonas
研究開始時の研究の概要

植物に感染する微生物は同一個体であっても環境条件に応じて病原菌にもなったり、共生菌になったりする連続的な存在である。本研究は、植物の必須栄養素の一つでもあるリンの量に依存する形で植物に病原性を発揮する内生細菌のユニークな感染戦略を支える分子基盤に迫ることを目的としている。本研究により、栄養条件依存的に病原性を示す内生細菌の分子基盤が明らかになった暁にはその分子をターゲットとすることで、病原性発揮を特異的に抑止する方法論に繋がると期待している。

研究実績の概要

In this project, we are trying to understand the potential roles of plant-associated bacteria isolated from healthy plants with root colonization by root endophyte Colletotrichum tofieldiae.

We discovered that one of the strains, specifically a Pseudomonas strain (Psv), can be detrimental to plants through the production of unidentified volatile compounds.
If Psv is grown in rich media such as LB media, the nearby plants will be wilted despite any no physical interaction, suggesting the production of harmful volatiles by Psv. However, Psv can produce beneficial volatiles for plants when grown on low-nutrient media such as 1/3 LB. From our lab collection, We also identified a strain of Pseudomonas aeruginosa (Pso) isolated from Arabidopsis thaliana that produces both harmful and beneficial volatiles, exhibiting a phenotypic effect similar to that of Psv. Importantly, we found that in Pso, the harmful volatile production under rich media cultivation can weaken with quorum sensing lasR gene abrogation. We are currently performing the whole genome sequencing for Psv.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

In the reconstitution test, we found that Psv was contaminated. We then re-purified it into a single isolate. However, pure Psv isolate direct inoculation to plants causes wilt regardless of the media phosphate status, which is contradictory to our previous hypothesis. Still, the volatile production by Psv signifies its ability to exert pathogenicity depending on nutrient status. Thus, we need to change some of our experimental settings during this first year. Further, we found that Psv's colony characteristics lead to difficulty in extracting high-quality DNA samples for whole genome sequencing so it takes longer than expected before.

今後の研究の推進方策

After the whole genome sequencing is finished, we would like to do the genome and transcriptome comparison with Pso under different nutrient conditions that switch their capabilities from harmful volatile producers into beneficial ones. We also seek to see plant responses to those different volatiles by RNA sequencing and find genes with potential function in volatile sensing and response.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Mitigation of bacterial toxic volatiles effect to Arabidopsis thaliana by Colletotrichum tofieldiae2024

    • 著者名/発表者名
      Yuniar Devi Utami and Kei Hiruma
    • 学会等名
      令和6年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Nutrient status determines Pseudomonas aeruginosa effect on Arabidopsis thaliana growth2023

    • 著者名/発表者名
      Yuniar Devi Utami and Kei Hiruma
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Nutrient status determines Pseudomonas aeruginosa effect on Arabidopsis thaliana growth2023

    • 著者名/発表者名
      Yuniar Devi Utami and Kei Hirum
    • 学会等名
      第22回東京大学生命科学シンポシウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The mode of interaction between Arabidopsis thaliana and Pseudomonas aeruginosa is governed by the nutritional status and the presence of fungus Colletotrichum tofieldiae2023

    • 著者名/発表者名
      Yuniar Devi Utami and Kei Hiruma
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The tripartite interaction of Arabidopsis thaliana, Pseudomonas aeruginosa, and Colletotrichum tofieldiae is governed by nutrient condition2023

    • 著者名/発表者名
      Yuniar Devi Utami and Kei Hiruma
    • 学会等名
      The 36th Japan Society of Microbial Ecology & The 13th Asia Society of Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

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