イネいもち病菌の相同組換えと病原性変異機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24580070
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 大里 修一 明治大学, 農学部, 講師 (30533228)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012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: イネいもち病菌 / 相同組換え / DNA二本鎖切断 / 病原性変異 / 準有性生殖 / I-Sce I

研究成果の概要

イネいもち病菌の体細胞相同組換えを検証するために相同組換え検出系を構築した．本系を導入したいもち病菌に対し，ケミカルストレス等を処理すると高頻度で相同組換えが生じること，またその条件について明らかにした．非病原性遺伝子Avr-Pitaの遺伝的変異に相同組換えが関与していることを示した．メガヌクレアーゼI-Sce Iを用いて，DNA二本鎖切断を導入すると相同組換え頻度が上昇することを実証した．任意のゲノム部位に相同組換えを導入するために，糸状菌型人工ヌクレアーゼの構築を行った．以上から，体細胞相同組換えによるゲノム変異は本菌の病原性変異に寄与することを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Tailor-made TALEN system for highly efficient targeted gene replacement in the rice blast fungus (2015)
  • 著者名/発表者名: Arazoe T, Ogawa T, Miyoshi K, Yamato T, Ohsato S, Sakuma T, Yamamoto T, Arie T, Kuwata S
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: - 号: 7 ページ: 1335-1342
  • DOI: 10.1002/bit.25559
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] イネいもち病菌の体細胞相同組換えに及ぼす化学薬剤の影響：マイコトキシン検出系としての可能性について (2014)
  • 著者名/発表者名: Arazoe T, Ohsato S, Maeda K, Arie T, Kuwata S
  • 雑誌名: マイコトキシン 巻: 64 号: 2 ページ: 141-146
  • DOI: 10.2520/myco.64.141
  • NAID: 130004699346
  • ISSN: 0285-1466, 1881-0128
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Construction and characterization of a copy number-inducible fosmid library of Xanthomonas oryzae pathovar oryzae MAFF311018 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichida H, Sun X, Imanaga S, Ito Y, Yoneyama K, Kuwata S, Ohsato S
  • 雑誌名: Gene 巻: 546 号: 1 ページ: 68-72
  • DOI: 10.1016/j.gene.2014.05.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-specific DNA double-strand break generated by I-SceI endonuclease enhances ectopic homologous recombination in Pyricularia oryzae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Arazoe T, Younomaru T, Ohsato S, Kimura M, Arie T, Kuwata S
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 巻: 352 号: 2 ページ: 221-229
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental evidence of a pathogenic change caused by homologo us recombination between endogenous and introduced-dysfunctional Avr-Pita genes in Pyricularia oryzae (2014)
  • 著者名/発表者名: Arazoe, T., Kuwata, S., Arie, T., Ohsato, S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 80 号: 2 ページ: 153-157
  • DOI: 10.1007/s10327-013-0502-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a system for exploring mitotic homologous recombination in the genome of Pyricularia oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: Arazoe, T., Younomaru, T., Ohsato, S., Arie, T., Yoneyama, K. and Kuwata, S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 79 号: 6 ページ: 422-430
  • DOI: 10.1007/s10327-013-0474-2
  • 査読あり
• [学会発表] イネいもち病菌Srs2DNAヘリカーゼの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川哲央，荒添貴之，佐久間哲史，山本卓，桑田茂，草野好司，大里修一
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス
  • 年月日: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [学会発表] 糸状菌型人工ヌクレアーゼPlatinum Fungal TALENsを用いたイネいもち病菌における新規遺伝子ノックインおよび塩基置換導入法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三好健之介，荒添貴之，大和澄，小川哲央，佐久間哲史，山本卓，大里修一，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス
  • 年月日: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [学会発表] DNA二本鎖切断とその修復過程において生じるイネいもち病菌の病原性変異 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，田中寿樹，小川哲央，三好健之介，大和澄，佐久間哲史，山本卓，有江力，中馬いづみ，大里修一，土佐幸雄，桑田茂
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス
  • 年月日: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [学会発表] 人工ヌクレアーゼTALENsを用いたイネいもち病菌における高効率遺伝子改変法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，小川哲央，大里修一，佐久間哲史，山本卓，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 第14回糸状菌分子生物コンファレンス
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 植物病原糸状菌 (イネいもち病菌) のゲノム編集および変異機構解析に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，大里修一，佐久間哲史，山本卓，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 植物ゲノム編集ワークショップ
  • 発表場所: 岡山大学資源植物科学研究所
  • 年月日: 2014-11-04
• [学会発表] 糸状菌型Platinum TALENの作製とイネいもち病菌 (糸状菌) におけるゲノム編集 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，小川哲央，大里修一，佐久間哲史，山本卓，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 第4回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島国際会議場ダリア
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-07
• [学会発表] TALENを用いた麹菌Aspergillus oryzae におけるゲノム編集 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷治，荒添貴之，利田賢次，林梨咲，大里修一，佐久間哲史，山本卓，桑田茂，山田修
  • 学会等名: 第4回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島国際会議場ダリア
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-07
• [学会発表] Highly efficient gene targeting in Pyricularia oryzae by Zinc Finger Nuclease (2014)
  • 著者名/発表者名: Arazoe T, Ohsato S, Arie T, Kuwata S
  • 学会等名: XVI International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Rhodes, Greece
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [学会発表] Platinum Gate TALENシステムを用いたイネいもち病菌における高効率遺伝子ターゲッティング (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，用之丸哲也，大里修一，佐久間哲史，山本卓，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] イネいもち病菌Srs2DNAヘリカーゼの単離と機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川哲央，荒添貴之，桑田茂，草野好司，大里修一
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] DNA二本鎖切断によるイネいもち病菌の標的遺伝子改変法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 用之丸哲也，荒添貴之，大里修一，有江力， 桑田茂
  • 学会等名: 第13回糸状菌分子生物コンファレンス
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Development of a novel reporter system for analyzing gene expressions in rhizobia (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Ito, Hiroyuki Ichida, Shuichi Ohsato, Shigeru Kuwata
  • 学会等名: 18th International Congress on Nitrogen Fixation
  • 発表場所: Miyazaki Prefecture, Phoneix Seagaia
• [学会発表] DNA二本鎖切断を介したイネいもち病菌の遺伝子ターゲティング法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 用之丸哲也，荒添貴之，大里修一，有江力， 桑田茂
  • 学会等名: 日本植物病理学会関東部会
  • 発表場所: 法政大学市ヶ谷キャンパス
• [学会発表] Zinc finger nucleaseおよびtranscription activator-like effector nucleaseを用いたイネいもち病菌ゲノムDNAの配列特異的二本鎖切断導入の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，用之丸哲也，大里修一，有江力，米山勝美，桑田茂
  • 学会等名: 平成25年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] DNA double-strand breaks generated by yeast endonuclease I-Sce I induce ectopic homologous recombination and targeted gene replacement in Magnaporthe oryzae (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Arazoe, T. Younomaru, S. Ohsato, T. Arie, S. Kuwata
  • 学会等名: 27th Fungal Genetics Conference
  • 発表場所: Asilomar Conference Grounds CA, USA
• [学会発表] イネいもち病菌におけるDNA二本鎖切断誘導系を用いた遺伝的変異機構の解析と遺伝子ターゲッティング法への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒添貴之，用之丸哲也，大里修一，有江力，桑田茂
  • 学会等名: 第12回糸状菌分子生物コンファレンス
  • 発表場所: ウインクあいち(愛知県名古屋市)
• [学会発表] イネいもち病菌感染誘導性を示すジベレリン2-酸化酵素遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真籠洋、藤枝俊介、花田篤志、大里修一、神谷勇治、山口信次郎
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会大会
  • 発表場所: 山形大学農学部(鶴岡)
• [学会発表] Various stress conditions induce somatic homologous recombination in Magnaporthe oryzae (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Arazoe, S. Ohsato, T. Arie, K. Yoneyama, S. Kuwata
  • 学会等名: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center