宿主と寄生性センチュウ間の和合性的相互作用を規定する遺伝的障害の解析

• 研究領域: ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成
• 研究課題/領域番号: 24113501
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: BARTLEM DEREK (GOTO DEREK) 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40419205)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 寄生性線虫 / 生物相互作用 / 遺伝的障害 / 植物分子生物学・生理学 / 植物分子生物・生理学

研究概要

ネコブセンチュウは植物に効率的に寄生する寄生虫であり，寄生に伴って植物の根に特殊な構造（巨大細胞）を作らせて栄養を吸い取る。ネコブセンチュウの宿主特異性はあまり高くなく，幅広い植物種を宿主として寄生することができる。しかしながら，このような幅広い宿主特異性を可能にしている遺伝子の実態は全く知られていない。本研究はミヤコグサを宿主植物とし，その変異株を用いて宿主植物とセンチュウの相互作用を明らかにしようとするものである。本研究で用いた変異株は，共生微生物である根粒菌との共生に異常をきたすものであるが，同時に，ネコブセンチュウの感染効率を大きく低下させる。この変異株では転写因子に変異があることが見いだされており，２０１２年度までに構築していたトマトやミヤコグサの毛状根の形質転換系等を用いて，この転写因子によって制御される下流遺伝子の推定をおこなった。また，異なる系統の線虫のこれらの変異株での感染挙動を解析した。さらに，本研究で用いたミヤコグサ変異株を親株として，エチルメタンスルホン酸処理によってさらに変異導入したM2世代から，新たにサプレッサー変異株のスクリーニングを行った。サプレッサー変異株候補の表現型の再現性を確認するとともに，原因遺伝子の同定に向けた遺伝的マッピングを進めた。
なお、2013年度途中に、姓をGotoからBartlemに変更した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Vascularization and nutrient delivery at root-knot nematode feeding sites in host roots. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bartlem, D.G., Jones, M.G., Hammes, U.Z.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 65 号: 7 ページ: 1789-1798
  • DOI: 10.1093/jxb/ert415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust in vitro assay system for quantitative analysis of parasitic root-knot nematode infestation using Lotus japonicas. (2014)
  • 著者名/発表者名: Amin A.N., Hayashi, S., Bartlem, D.G.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: --
  • 査読あり
• [雑誌論文] Not to be suppressed? Rethinking the host response at a root-parasite interface. (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto, D.B., Miyazawa, H., Mar, J.C., Sato, M.
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 213 ページ: 9-17
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.08.004
  • 査読あり
• [学会発表] Plant-nematode parasitic interaction and the hijack of host symbiosis genes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa, H., Hayashi, S., Bateman, P., Goodman, J., Suzaki, T., Kawaguchi, M., Guitierrez-Marcos, J., Bartlem, D.
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学（富山市）
• [学会発表] Symbiosis genes are required for development of root-knot nematode infection sites (2013)
  • 著者名/発表者名: MIYAZAWA Hikota
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学 津島キャンパス、岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] ネコブセンチュウは感染成立において宿主植物の共生遺伝子を必要とする (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮澤日子太，林周平，寿崎拓哉，川口正代司，後藤デレック
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（岡崎市）
• [学会発表] Symbiosis genes are required for parasitic root-knot nematode infestation (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮澤日子太，林周平，寿崎拓哉，川口正代司，後藤デレック
  • 学会等名: 第31回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] Hijack of a symbiosis signaling pathway by parasitic nematodes for infection of plant roots (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO Derek
  • 学会等名: Japan-Australia Symposium on Plant Science for Agriculture IV
  • 発表場所: Murdoch University, Perth (Australia)
  • 年月日: 2012-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanistic overlap between symbiosis and sedentary parasitism of plant roots (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO Derek
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju International Convention Center (Korea)
  • 年月日: 2012-10-21
• [学会発表] The plant symbiosis pathway is hijacked by a parasitic nematode for infection site development (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO Derek
  • 学会等名: ComBio2012
  • 発表場所: Adelaide Convention Centre (Australia)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Interaction between root-knot nematodes and plant signaling networks during parasitic invasion (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO Derek
  • 学会等名: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] The common symbiosis pathway is used by a parasitic nematode for infection site development (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO Derek
  • 学会等名: 77th Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology: The Biology of Plants
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, NY (USA)
  • 年月日: 2012-05-30
• [備考] Goto Lab
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/gotolab/
• [備考] Agriculture Outreach in Furano
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/gotolab/photos/events/2012i/
• [備考] Fascination of Plants Day Event
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/gotolab/photos/events/2012e/