植物感染性線虫の植物感染機構の総合的解析と作物への応用研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03967
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 澤 進一郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00315748)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 植物感染性線虫

研究実績の概要

植物感染性線虫の農業被害は、年間数十兆円と試算されている。本研究では、植物感染性線虫の感染機構において、線虫の誘引から植物への感染成立過程まで、幅広く、多種植物を用いてその分子メカニズムを解析する。また、その結果を利用して、農業分野への応用研究の基盤整備を行う所まで、幅広く線虫問題の解析と解決に貢献する事を目的としている。本年度は、以下の研究項目について成果を得た。
１:線虫誘引・忌避物質の同定と農学的線虫対策応用研究（基礎研究・応用研究） 昨年度、ＮＭＲにより、多糖類に線虫誘引活性が有ることを見いだした。それが細胞壁の成分であるＲＧ－Ｉであり、その構造について、詳細な情報を得ることが出来た。その情報から、人工的に2糖のdi-saccharideを合成した結果、その2糖で、線虫誘引活性が有ることがわかった。また、昨年度から進めているマメ科植物の根抽出物からの線虫誘引物質の同定を進めた。これまでに、この根抽出液中の線虫誘引物質は、やはり、糖であるが、RGIではない事が明らかとなった。一方、ケミカルライブラリーのスクリーニングから得られた誘引物質候補のカダベリンとその類縁体のジアミン類については、線虫誘引物質の候補としてMolecular Plant誌に掲載が決まった。
２：線虫感染に関わる植物側遺伝子の分子機構の解明（基礎研究）　今年度も分子遺伝学的解析を進め、線虫のエフェクター蛋白質の植物内のターゲット蛋白質を同定し、その突然変異体の線虫感染効率が変化することも見いだした。今年度の解析により、線虫のエフェクター蛋白質の作用機構が明らかになった。
３：線虫抵抗性トマトの作出とその農学的評価　今年度、ara6突然変異体のセンチュウ感染効率を評価した。その結果、野生型と、あまり変わらないことが明らかとなった。植物種により、センチュウ感染機構が異なることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元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] INRA/ENS Lyon(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: INRA/ENS Lyon
• [国際共同研究] UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA
• [雑誌論文] A new forma of the mycoheterotrophic orchid Lechanorchis japonica from Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu K., Kaida, S., Fukunaga, H., and Sawa, S.
  • 雑誌名: Acta Phytotax. Geobot. 巻: In Press ページ: In Press
  • 査読あり
• [雑誌論文] The RopGEF KARAPPO is Essential for the Initiation of Vegetative Reproduction in Marchantia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiwatashi, T., Quan, K., L., Yasui, Y., Takami, H., Kajikawa, M., Kirita, H., Sato, M., Wakazaki, M., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Fukaki, H., Mimura, T., Yamato, K. T., Toyooka, K., Sawa, S., Urano, D., Kohchi, T., and Ishizaki, K
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 29 ページ: 3525-3531
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.08.071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the CLE14 polypeptide on GLABRA2 homolog gene expression in rice and tomato roots. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Rongkavilit, N., Tetsumura, T., Sawa, S., Wada, T., and Tominaga-Wada, R.
  • 雑誌名: Plant Biotec 巻: 36 ページ: 205-208
  • DOI: doi:160;10.5511/plantbiotechnology.19.0725a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developing heritable mutations in Arabidopsis thaliana using a modified CRISPR/Cas9 toolkit comprising PAM-altered Cas9 variants and gRNAs. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Ishida, T., Yoshimura, M., Kimura, Y., Sawa, S.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 60 ページ: 2255-2262
  • DOI: doi: 10.1093/pcp/pcz118.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lecanorchis moritae (Orchidaceae, Vanilloideae), a new mycoheterotrophic species from Amami-Oshima Island, Japan, based on morphological and molecular data (2019)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, K., Kaida, S., Hsu, T.-C., Sawa, S.
  • 雑誌名: Phytotaxa 巻: 404 ページ: 137-145
  • DOI: https://doi.org/10.5962/bhl.title.154048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse functions of plant peptide hormones in local signaling and development (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa, Y., and Sawa, S.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Plant Biol 巻: 51 ページ: 81-87
  • DOI: doi: 10.1016/j.pbi.2019.04.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of haploid organ size by CLE peptide signaling in Marchantia polymorpha (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa, Y., Uchida, N., Yamaguchi, Y., L., Tabata, R., Ishida, S., Ishizaki, K., Nishihama, R., Kohchi, T., Sawa, S#. and Bowman, J. L.
  • 雑誌名: PLOS Genet. 巻: 15 ページ: -
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007997
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Root-Knot Nematode Behavior by Seed-Coat Mucilage-Derived Attractants (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsai, A, Y-L., Higaki, T., Nguyen, C-N., Perfus-Barbeoch, L., Favery, B., and Sawa, S.
  • 雑誌名: Mol. Plants 巻: 12 ページ: 99-122
  • DOI: doi.org/10.1016/j.molp.2018.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] CLE9 peptide-induced stomatal closure is mediated by abscisic acid, hydrogen peroxide, and nitric oxide in Arabidopsis thaliana (2019)
  • 著者名/発表者名: Zang, L., Shi, X., Zhang, Y., Wang, J., Yang, J., Ishida, T., Jiang, W., Han, X., Kang, J., Wang, X., Pan, L., Lv, S., Cao, B., Zhang, Y., Wu, J., Han, H., Hu, Z., Cui, L, Sawa, S., He, J., and Wang, G
  • 雑誌名: Plant Cell & Environment. 巻: 42 ページ: 1033-1044
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1111/pce.13475
  • 査読あり
• [学会発表] Systemic long distance signal supports successful infection of plant parasitic root-knot nematodes, M. incognita (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤 進一郎
  • 学会等名: International workshop of plants and nematodes interaction
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plant attractant and systemic-peptide signaling supporting nematode successful infection. (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤 進一郎
  • 学会等名: Mechanisms of Plant Perception -From endogenous to exogenous Lausanne
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plant attractant and systemic peptide signaling supporting nematode successful infection (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤 進一郎
  • 学会等名: Department seminar; Horticulture biology and metabolomics center
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolution of peptide signalling pathways in land plants (2019)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Furumizu, Shinichiro Saw
  • 学会等名: The Vassilios Sarafis OzBryo Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロチャンバーを用いた植物寄生性線虫の集団行動の分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 肥田博隆, 森仁志, 神野伊策, 古水千尋, 澤進一郎
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第４０回研究会
• [備考] The Sawa Lab.
  • URL: http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~sawa/
• [産業財産権] ピロール化合物を有効成分として含有する農園芸用殺菌剤または医用抗真菌剤 (2019)
  • 発明者名: 谷時雄; 石川勇人; 澤進一郎; 石田喬志 他４名
  • 権利者名: 谷時雄; 石川勇人; 澤進一郎; 石田喬志 他４名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/2019/190763