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2020 年度 実績報告書

イネ紋枯病菌の病原性機構解明―エフェクタータンパク質の同定―

研究課題

研究課題/領域番号 18H02206
研究機関岡山大学

研究代表者

能年 義輝  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (70332278)

研究分担者 津下 誠治  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10254319)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード紋枯病菌 / エフェクター / 感染生理 / ミナトカモジグサ / イネ
研究実績の概要

紋枯病菌の病原性関連遺伝子を同定するため、モデル植物であるミナトカモジグサを用い、感染葉内に侵入した菌糸をできるだけ多く回収できる同調感染系を確立した。紋枯病菌のゲノム情報から、バイオインフォマティクス手法で小型の分泌型エフェクター様タンパク質候補を88個同定した。別途寒天培地上で生育させた菌糸のRNA-seq解析から得た発現データを用いて各遺伝子の、ジーンモデル(エクソンとイントロンの位置)を修正したところ、多くの遺伝子における分泌シグナルのミスアノテーションが判明し、候補は61個に絞られた。ミナトカモジグサに菌を接種した後に、6、10、16、24、32時間の時点でサンプリングし、各遺伝子の発現量を定量PCR法によって解析した結果、52個が感染過程で発現していることを確認した。これらの遺伝子群は、発現パターンでのクラスタリング解析から、6個のクラスターに分類され、感染初期に発現するものとして23個、感染後期に発現するものとして29個が特定された。感染後期に発現する遺伝子のうち、10個についてcDNAをクローニングし、35Sプロモーターで駆動させる高い発現型バイナリーベクターにサブクローニングし、アグロバクテリウムに形質転換した。これらの細菌をベンサミアナタバコにインフィルトレーション接種し、各遺伝子を一過的に発現させた。その結果、3個について壊死斑の形成が確認された。この結果は、感染過程での各エフェクター候補遺伝子の発現解析が首尾よく行われたことを示しており、病斑形成前に発現するものは宿主免疫の抑制への寄与が推察された。以上の結果は、紋枯病菌がその感染初期過程において活物寄生段階を経ているという当初の仮説を強く裏付けた。今後は、本成果を踏まえ、実際にエフェクターの機能を明らかにすることにより、本菌の感染生理を明らかにする予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of effector candidate genes of Rhizoctonia solani AG-1 IA expressed during infection in Brachypodium distachyon2020

    • 著者名/発表者名
      Abdelsalam, S.H.S., Kouzai, Y., Watanabe, M., Inoue, K., Matsui, H., Yamamoto, M., Ichinose, Y., Toyoda, K., Tsuge, S., Mochida, K., Noutoshi, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 14889

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71968-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BdWRKY38 is required for the incompatible interaction of Brachypodium distachyon with the necrotrophic fungus Rhizoctonia solani2020

    • 著者名/発表者名
      10)Kouzai, Y., Shimizu, M., Inoue, K., Uehara-Yamaguchi, Y., Takahagi, K., Nakayama, R., Matsuura, T., Mori, I., Hirayama, T., Abdelsalam, S.H.S., Noutoshi, Y., Mochida, K.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 104 ページ: 995

    • DOI

      10.1111/tpj.14976

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 紋枯病菌がミナトカモジグサ感染時に発現するエフェクター候補遺伝子の探索同定2020

    • 著者名/発表者名
      Sobhy S.H. Abdelsalam, 香西雄介, 渡邉恵, 井上小牧, 松井英譲, 山本幹博, 一瀬勇規, 豊田和弘, 津下誠治, 持田恵一, 能年義輝
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会関西部会

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公開日: 2021-12-27  

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