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2016 年度 実施状況報告書

統合ゲノミクスによる抗線虫活性を示す微生物群集のプロファイリングと農地での再構築

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0037
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

門田 康弘  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, 研究員 (80548975)

研究分担者 植原 健人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (30355458)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2019-03-31
キーワード作物寄生線虫防除 / 植物寄生線虫 / 根圏微生物 / ネコブセンチュウ
研究実績の概要

植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、その年間被害額は世界全体で毎年十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物を探索する。このような根圏微生物により植物寄生線虫防除をおこなうことで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法を開発する。日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌89種の分離に成功した。そして現在これら細菌の培養上清に植物寄生センチュウを殺す活性があるか調べている。また、これら細菌を培養しポットで育成したトマトに接種して、サツマイモネコブセンチュウの感染を防除する効果があるか検証を行っている。
研究協力企業である株式会社「大地のいのち」は様々な好気性土壌微生物を育む有機土壌を作りだす技術を持っており、この土壌で育てた植物は様々な線虫に対して強い抵抗性を持っている。そこで、この好気性土壌微生物を単離し、種の同定を進めている。また、国内の農業現場で問題となっているアレナリアネコブセンチュウ本州型、及び、沖縄型の2期幼虫を大量培養して精製し、ゲノムシークエンスを行った。すると、興味深いことにセンチュウゲノム由来のリードだけでなく、特定の細菌種のゲノムシークエンスリードが数多く得られた。よって、これら細菌はセンチュウの体表面、または体内に共生している可能性が考えられる。そこで、今後はこれら細菌のセンチュウへの共生を確認すると共に、センチュウの生育、及び植物への病原性に及ぼす影響を調べる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定したように、日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌を単離し、抗線虫活性の試験をおこなっている。また、株式会社「大地のいのち」の農業資材に含まれる微生物の単離同定を行っている。さらに、アレナリアネコブセンチュウのゲノムシークエンス解析から、センチュウに寄生、または共生する細菌の候補が見つかった。よって研究は概ね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

分離した微生物の抗線虫活性試験より、線虫を殺す、もしくは感染を抑制する根圏微生物を見つける。また、この微生物の根圏への定着を最大化する条件を見つける。線虫に共生、もしくは寄生している細菌の候補については、センチュウの生育、及び植物への病原性に及ぼす影響を調べる。4月1日より研究員を雇用し研究のスピードをさらに上げていく。

次年度使用額が生じた理由

人工気象機と恒温培養器を購入する予定であったが、所属研究室の設備を使用できることになったため購入を取りやめた。そこで設備備品購入費用を次年度からの人件費として使用し、予定していた研究協力者(パートタイマー)の雇用も取りやめることで、次年度から研究員1名を雇用して研究の加速をはかることにした。

次年度使用額の使用計画

初年度の設備備品の購入と研究協力者(パートタイマー)の雇用を取りやめ、その費用を次年度4月1日より雇用する研究員の人件費として使用する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Bonn(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      The University of Bonn
  • [雑誌論文] Differences in parasitism of Meloidogyne incognita and two genotypes of M. 5 arenaria on Solanum torvum in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Uehara T, Tateishi Y, Kadota Y, Iwahori H
    • 雑誌名

      Journal of Phytopathology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Immunoprecipitation of plasma membrane receptor-like kinases for identification of phosphorylation sites and associated proteins.2016

    • 著者名/発表者名
      Kadota Y, Macho AP, Zipfel C
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology, Springer

      巻: 1363 ページ: 133-144

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-3115-6_11

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Arabidopsis Malectin-Like/LRR-RLK IOS1 is Critical for BAK1-Dependent and BAK1-Independent Pattern-Triggered Immunity.2016

    • 著者名/発表者名
      Yeh YH, Panzeria D*, Kadota Y*, Huanga YC, Huanga PY, Taoa CN, Roux M, Chiena HC, China TC, Chua PW, Zipfel C, Zimmerlia L (*co-2nd author)
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 28 ページ: 1701-1721

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00313

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] NbCSPR underlies age-dependent immune responses to bacterial cold shock protein in Nicotiana benthamiana.2016

    • 著者名/発表者名
      Saur IM, Kadota Y, Sklenar J, Holton NJ, Smakowska E, Belkhadir Y, Zipfel C, Rathjen JP
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 113 ページ: 3389-3394

    • DOI

      10.1073/pnas.1511847113

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Arabidopsis NADPH oxidases RbohD and RbohF display differential expression patterns and contributions during plant immunity.2016

    • 著者名/発表者名
      Morales J, Kadota Y, Zipfel C, Molina A, Torres MA
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 67 ページ: 1663-1676

    • DOI

      10.1093/jxb/erv558

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] PRR複合体の新規因子REAL1はPAMP情報伝達系を負に制御する2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      マリオス、アイーナ・岩手県民情報交流センター(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2017-04-27
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の感染防御機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 市橋 泰範, 植原 健人, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 鈴木 孝征, 白須 賢
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      マリオス、アイーナ・岩手県民情報交流センター(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2017-04-26
  • [学会発表] Plant immunity against Root-knot nematode2017

    • 著者名/発表者名
      Kadota Y, Ichihashi Y, Uehara T, Iwahori H, Maki N, Suzuki T, Shirasu K
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] Phosphorylation-dependent self-ubiquitination of ATL31 during plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda S, Hasegawa Y, Kadota Y, Sato T, Saijo Y, Yamaguchi J
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] Identification of novel regulators of the NADPH oxidase RBOHD during plant immunity2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] 植物寄生線虫の病原性機構と植物の抵抗性機構2016

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 白須 賢
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会 シンポジウム「Induced Development:環境要因に誘発される発生の多様性と共通性」
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] ネコブセンチュウの病原性機構と植物の感染防御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      門田 康弘, 市橋 泰範, 植原 健人, 岩堀 英晶, 槇 紀子, 鈴木 孝征, 白須 賢
    • 学会等名
      日本線虫学会第24回大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都小金井市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 感染防御応答に重要なNADPH oxidase RBOHDの制御機構解明2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 幸久, 門田 康弘, 松井 英譲, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, 中神 弘史, Cyril Zipfel, 白須 賢
    • 学会等名
      感染生理談話会
    • 発表場所
      神戸市須磨浦海岸 シーパル須磨(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-08-11
  • [備考] 理化学研究所 植物免疫研究グループ ホームページ

    • URL

      http://plantimmunity.riken.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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