| 研究課題/領域番号 |
18K14467
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター |
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研究代表者 |
柏 毅 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 任期付研究員 (60766400)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 二次代謝 / 糸状菌 / 植物-微生物相互作用 |
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| 研究実績の概要 |
植物病原糸状菌のゲノムシーケンスからは、二次代謝への関与が推定される遺伝子群が多数見出されている。しかし、生産される化合物の構造や生物活性が特定されている遺伝子は少ない。過去に単離されている二次代謝産物の中にも、植物に対する活性が未詳なものがある。本研究では、植物病原菌ゲノムから二次代謝産物を探索し、生物活性を調査するゲノムマイニング研究を効率良く進められる手法の確立を目指している。
まず、モデル植物病原菌であるイネいもち病菌の二次代謝系遺伝子に関する研究を進めた。二次代謝に関わると推定される生合成酵素遺伝子の遺伝子破壊株、プロモーター改変株を作出し、親株と病原性を比較した。その結果、プロモーター改変によって病原性が弱まる二次代謝系遺伝子を見出した。また、プロモーター改変株を接種したイネのRNA-seq解析から、親株を接種した場合とは異なるイネ遺伝子群の発現パターンが見出された。
以上から、病原菌の二次代謝系遺伝子の発現様式を改変することで、生産される化合物の植物に対する活性を調査できることが示唆された。本手法は、他の二次代謝系遺伝子の研究にも応用可能と考えられ、ゲノムマイニング研究の有力なツールになることが期待される。今後は、プロモーター改変株によって誘導されたイネの反応を詳細に調査する。さらに、生合成酵素遺伝子の発現様式を改変して二次代謝産物の活性を調査する本手法を、他の植物病原菌にも応用可能か検討する。
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| 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
モデル植物病原菌であるイネいもち病菌において、二次代謝系遺伝子の発現様式を改変してから植物へ接種し、親株と病原性を比較することで、生産物の生物活性を調査できることが示唆された。これは、本研究で目標とするゲノムマイニング手法の確立へと繋がる成果であり、これまで機能が未詳だった他の二次代謝系遺伝子群の解析にも応用できると考えられる。
これを受け、本手法を他の植物病原菌にも応用可能か検討することとし、その推進のために、非モデル植物病原菌であるダイズ紫斑病菌1株のゲノムシーケンスを取得した。
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| 今後の研究の推進方策 |
イネいもち病菌において、二次代謝系遺伝子プロモーター改変株の接種によって、イネ側に誘導された反応を詳細に調査し、生産物の生物活性を明らかにする。
ダイズ紫斑病菌のゲノムシーケンスから、二次代謝系遺伝子を探索する。病原性が異なるダイズ紫斑病菌株を複数取得しているため、次年度はゲノムシーケンシングに供するダイズ紫斑病菌株を追加し、各菌株のゲノム配列を比較する。
ゲノムシーケンシングの後、イネいもち病菌と同様に、ダイズ紫斑病菌でも二次代謝系遺伝子の発現様式を改変し、生物活性を調査できるか検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ダイズ紫斑病菌のゲノムマイニングを実施するに当たり、ダイズ紫斑病菌株を国内外から収集したところ、紫斑病菌株によってダイズに対する病原性や二次代謝産物生産性が異なることが示唆されたため、複数の菌株のゲノムシーケンスを取得する必要が生じた。次年度使用額は、紫斑病菌株のゲノムシーケンシングに充てる。そのほか、次年度の費用は分子生物学実験にかかるキット等の消耗品費、糸状菌ゲノムシーケンシング費用、論文投稿費用、学会参加費用に使用する予定である。
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