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ハマウツボ科寄生植物の寄生形質獲得と適応進化

公募研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 25128716
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

吉田 聡子  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (20450421)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
25,720千円 (直接経費: 19,785千円、間接経費: 5,935千円)
2015年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2014年度: 8,040千円 (直接経費: 6,185千円、間接経費: 1,855千円)
2013年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード寄生植物 / ハマウツボ科 / ゲノム / トランスクリプトーム / 次世代シーケンサー / 進化 / コシオガマ / ストライガ
研究実績の概要

本研究は、コシオガマのゲノム解析とトランスクリプトーム解析によって、寄生植物の寄生形質がどのように出現し、どのように適応していったのかを明らかにすることを目指す。本年度は、コシオガマゲノムのアセンブリとアノテーションをおこなった。PacBIoデータを合わせてアセンブリの向上を図るとともにRNAseqデータを入れて、遺伝子の機能アノテーションをおこなった。さらに、独立栄養植物であるMimulusや絶対寄生植物のストライガのゲノムと比較をおこない、寄生植物に得意的に重複している遺伝子の探索をおこなった。その結果、ストリゴラクトン受容体遺伝子がコシオガマとストライガを含むハマウツボ科寄生植物で重複していることが明らかになった。このことは、ストリゴラクトンの需要システムがハマウツボ科で特異化したことを示す。また、受容体の重複は多様な宿主植物から分泌されるストリゴラクトンの構造と関係している可能性が考えられた。
また、トランスクリプトーム解析から得られた、オーキシン合成酵素の詳細な解析をおこなった。この遺伝子は、吸器の先端部分で特異的に発現するオーキシン合成の鍵酵素をコードし、またノックダウンにより、吸器の形成が阻害されることを示した。さらに、異所的なオーキシン合成酵素の発現により、吸器状の形態を誘導できることを明らかにした。これらの結果は、オーキシンの局在が吸器の形成に重要な役割を果たすことを示している。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Haustorial hairs are specialized root hairs that support parasitism in the facultative parasitic plant, Phtheirospermum japonicum2016

    • 著者名/発表者名
      Songkui Cui, Takanori Wakatake, Kei Hashimoto, Simon Saucet, Kiminori Toyooka, Satoko Yoshida and Ken Shirasu
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 170 号: 3 ページ: 1492-1503

    • DOI

      10.1104/pp.15.01786

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Convergent evolution of strigolactone perception enabled host detection in parasitic plants.2015

    • 著者名/発表者名
      Conn, C. E., Bythell-Douglas, R., Neumann, D., Yoshida, S., Whittington, B., Westwood, J. H., Shirasu, K., Bond, C. S., Dyer, K. A. Nelson, D. C.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 349 号: 6247 ページ: 540-543

    • DOI

      10.1126/science.aab1140

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The WRKY45-dependent signaling pathway is required for resistance against Striga parasitism2015

    • 著者名/発表者名
      Mutuku JM, Yoshida S, Shimizu T, Ichihashi Y, Wakatake T, Seo M, Takahashi A, Shirasu K
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 168 号: 3 ページ: 1152-1163

    • DOI

      10.1104/pp.114.256404

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Apoplastic interactions between plants and plant root intruders2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasu K, Seto Y, Yoshida S.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 6 ページ: 617-617

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00617

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptomics exposes the uniqueness of parasitic plants.2015

    • 著者名/発表者名
      Ichihashi, Y., Mutuku, J.M., Yoshida, S., and Shirasu, K.
    • 雑誌名

      Briefings in Functional Genomics

      巻: in press 号: 4 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1093/bfgp/elv001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 寄生植物ストライガのゲノムにおける植物免疫関連遺伝子の解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子, Thomas Spallek, Anuphon Laohavisit, Juliane K. Ishida,白須賢
    • 学会等名
      日本植物病理学会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Intimate plant-plant interaction between parasitic plants and their hosts2016

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida, Songkui Cui, Takanori Wakatake, Thomas Spallek, Yasunori Ichihashi, Simon Saucet, Ken Shirasu
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      岩手大学・岩手県盛岡市
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハマウツボ科寄生植物の寄生形質獲得と適応進化2015

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子、Thomas Spallek, 市橋泰範、Songkui Cui, 若竹崇雅、Juliane Ishida, 白須賢
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      朱鷺ホール・岡山県岡山市
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic and genetic analyses of haustorium formation using Phtheirospermum japonicum as a model parasitic plant.2015

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida, Takanori Wakatake, Songkui Cui, Juliane K. Ishida, Thomas Spallek, Simon Saucet, and Ken Shirasu
    • 学会等名
      The 13th World Congress on Parasitic Plants
    • 発表場所
      昆明・中国
    • 年月日
      2015-07-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Musembi Mutuku、○吉田聡子、清水崇史、市橋泰範、高橋章、瀬尾光範、白須賢2015

    • 著者名/発表者名
      Musembi Mutuku、吉田聡子、清水崇史、市橋泰範、高橋章、瀬尾光範、白須賢
    • 学会等名
      日本植物病理学会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 寄生植物と宿主植物の細胞壁をめぐる攻防2015

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子, Musembi Mutuku, Songkui Cui, 堀千明, 清水崇, 市橋安範, 出村拓, 白須賢
    • 学会等名
      植物生理学会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular and genomic analyses of the witchweed Striga2014

    • 著者名/発表者名
      Satoko Yoshida
    • 学会等名
      筑波大学 Global Science week
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの全ゲノム解読2014

    • 著者名/発表者名
      4)吉田聡子, Thomas Spallek, Songkui Cui, 市橋 泰範, Seungill Kim, Yong-Min Kim, 真鍋 理一郎 , Michael Timko , Doil Choi , 白須 賢
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム・トランスクリプトーム解析からみた植物の寄生2014

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子
    • 学会等名
      第8回細菌学若手コロッセウム
    • 発表場所
      ニセコ
    • 年月日
      2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの感染戦略と宿主植物の応答2014

    • 著者名/発表者名
      吉田聡子
    • 学会等名
      シンポジウム「寄生・共生インシデント」
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-04-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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