植物ー病原菌相互作用の集団ゲノミックス解析

2015 年度 実績報告書

• 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: 23113009
• 研究機関: 公益財団法人岩手生物工学研究センター
• 研究代表者: 寺内 良平 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 部長 (50236981)
• 研究分担者: 齋藤 宏昌 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主任研究員 (20414336)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 集団遺伝学 / 全ゲノム解析 / イネ / いもち病菌 / シーケンス / 耐病性 / 共進化 / 病原菌

研究実績の概要

本宿主－病原菌間の相互作用は、強力であり(Haldane 1949)、生物進化の原動力の一つと言われている。相互作用からの自然選択は、双方の生物の相互作用に関わる遺伝子およびその周辺のゲノムのDNA配列上に特徴的な痕跡を残す。生物種の多数の個体を対象に全ゲノム解析を実施し、近縁種のゲノム配列と比較することにより、ゲノムDNAの種内変異と近縁種間の変異の検出・解析(集団ゲノム学：Population genomics)が可能になった。本課題では、全ゲノム解析による植物とその病原菌・寄生者の共進化で生じる強い自然選択がゲノムに残した痕跡を同定して、選択の働いた遺伝子を見いだし、その機能を解明することに焦点を当てる。そのために、(1)植物-病原菌・寄生者相互作用のゲノム解析およびエフェクターの同定、(2)全ゲノム解析によるselective sweep検出技術の開発と利用、の2つの研究を実施する。本年度は、いもち病菌エフェクターAVR-Pikとイネ抵抗性タンパク質Pikの相互作用の結晶構造解析に成功した。さらに、いもち病菌エフェクターAVR-Piiとイネ抵抗性タンパク質Piiの相互作用の分子機構解明も進展した。野生生物オニドコロのゲノム解析にも着手した。

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。

研究成果

• [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory/John Innes Centre(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: The Sainsbury Laboratory/John Innes Centre
• [国際共同研究] Frankfurt University(Germany)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Frankfurt University
• [国際共同研究] INRA(France)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: INRA
• [雑誌論文] A chloroplast-localized protein LESION AND LAMINA BENDING affects defense and growth responses in rice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamiru, M., Takagi, H., Abe, A., Yokota, T., Kanzaki, H., Okamoto, H., Saitoh, H., Takahashi, H., Fujisaki, K., Oikawa, K., Uemura, A., Natsume, S., Jikumaru, Y., Matsuura, H., Umemura, K., Terry, M. J., Terauchi, R.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 210 ページ: 1282-1297
  • DOI: 10.1111/nph.13864
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whole genome sequencing approaches to understand Magnaporthe-rice interactions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, R., Kanzaki, H., Fuijsaki, K., Takagi, H., Abe, A., Yoshida, K., Okuyama, Y., Tamiru, M., Saitoh, H.
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 94 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2016.03.007
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] WIPPER: an accurate and efficient field phenotyping platform for large-scale applications. (2015)
  • 著者名/発表者名: Utsushi, H., Abe, A., Tamiru, M., Ogasawara, Y., Obara, T., Sato, E., Ochiai, Y., Terauchi, R., Takagi, H.
  • 雑誌名: Breeding Science 巻: 65 ページ: 285-289
  • DOI: 10.1270/jsbbs.65.285
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rice Exo70 interacts with a fungal effector, AVR-Pii and is required for AVR-Pii-triggered immunity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujisaki, K., Abe, Y., Ito, A., Saitoh, H., Yoshida, K., Kanzaki, H., Kanzaki, E., Utsushi, H., Yamashita, T., Kamoun, S., Terauchi, R.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 83 ページ: 875-887
  • DOI: 10.1111/tpj.12934
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis of pathogen recognition by an integrated HMA domain in a plant NLR immune receptor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maqbool, A., Saitoh, H., Franceschetti, M., Stevenson, C.E.M., Uemura, A., Kanzakii, H., Kamoun, S., Terauchi, R., Banfield, M. J.
  • 雑誌名: eLife 巻: 4 ページ: 1-24
  • DOI: 10.7554/eLife.08709
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Towards understanding molecular co-evolution of Magnaporthe and rice (2015)
  • 著者名/発表者名: Terauchi R.
  • 学会等名: The 11th US-Japan Scientific Seminar
  • 発表場所: Kagawa International Hall, Takamatsu, Japan
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Genome sequencing and modern breeding (2015)
  • 著者名/発表者名: Terauchi R.
  • 学会等名: 20th Japanese-German Symposium Agriculture and Food Supply Challenges and Perspectives
  • 発表場所: Potsdam University, Germany
  • 年月日: 2015-05-08 – 2015-05-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Interaction between rice NLR Pik and Magnaporthe oryzae effector AVR-Pik (2015)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, R.
  • 学会等名: NLR workshop at Schloss Ringberg
  • 発表場所: Tegern see, Germany
  • 年月日: 2015-05-03 – 2015-05-06
  • 国際学会 / 招待講演