計画研究
アフリカで猛威をふるうストライガに代表されるハマウツボ科の寄生植物の根は、宿主となる植物の根を認識すると、吸器と呼ばれる感染に必要な組織を形成する。本研究では、ハマウツボ科の寄生植物であるコシオガマの遺伝学システムをたちあげ、変異体スクリーニングから吸器毛をはやすことの出来ない変異体を複数得た。これらの変異体は、根毛も失っていたことから、吸器毛の形成は根毛の形成に必要な因子が制御していると考えられた。また、吸器毛を失った変異体では、感染できた吸器の数が減少することから、吸器毛が感染に重要であることが明らかになった。また、寄生植物は、長期にわたって種の状態で休眠するが、宿主となる植物が現れるとその根から放出されるストリゴラクトンという化合物を感じて発芽し、宿主植物に寄生する。さらに、ストリゴラクトンを認識するKAI2タンパク質をコードする遺伝子の数が、寄生植物のゲノム中で増えていることを発見し。また寄生植物のKAI2タンパク質をシロイヌナズナのkai2変異体に導入すると、ストリゴラクトンに反応して発芽する植物を作ることができたことから、寄生植物のKAI2遺伝子はストリゴラクトン受容体の機能を獲得したと考えられた。ストライガに感染されたイネにおいてトランスクリプトーム解析をおこない、ジャスモン酸およびサリチル酸に制御される防御遺伝子群の発現が感染時に誘導されていることが明らかになった。ジャスモン酸を生合成できなくなったイネの変異体ではストライガの感染が甚大となることから、ジャスモン酸系の防御遺伝子がストライガ抵抗性に重要であることが明らかになった。またイネの病害抵抗性の発現に重要なWRKY転写因子をコードする遺伝子に変異が入るとストライガへの抵抗性が低くなることから、WRKYがストライガに対する防御を制御していることが明らかになった。
2: おおむね順調に進展している
ハマウツボ科の寄生植物であるコシオガマの遺伝学システムをたちあげ、変異体スクリーニングから変異体を複数得て、解析をすすめられたことは、これからの研究が大きな障害なく推進していけることを意味している。またストライガに関する研究では、発芽に重要なレセプターの単離、また宿主側の重要抵抗性因子を同定できたことで、研究は概ね順調に推移していると判断する。
寄生植物のゲノムおよびトランスクリプトーム解析を推進し、寄生時に発現する遺伝子群を特定、寄生のダイアローグを詳細に解析する。さらに、RNAiやCRISPER等のコシオガマの逆遺伝学的解析システムを構築し、寄生時に発現する遺伝子群の中から、寄生に重要な遺伝子を同定する。さらに可能であれば、レーザーマイクロダイセクション等の技術を確立して細胞特異的な遺伝子発現パターンを明らかにする。他の寄生植物のトランスクリプトーム解析もおこない、比較解析により、共通の重要遺伝子をネットワーク解析によって明らかにしていく。
すべて 2016 2015 その他
すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)
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