| 研究課題/領域番号 |
20K20569
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
土屋 雄一朗 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (00442989)
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| 研究分担者 |
加藤 直樹 摂南大学, 農学部, 准教授 (90442946)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| キーワード | ストリゴラクトン / シグナル伝達 / 糸状菌 / 菌根菌 |
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| 研究実績の概要 |
大地に根を張り、大気中に葉を展開する植物は、全ての生命を支えるエネルギー源を光合成によって創出するだけではなく、環境を感知し、その情報を根を通して地下のエコシステムへと環流させることによって地球の生態系を支えている。本研究では、植物が根から土中に放出するシグナル分子であるストリゴラクトン（SL）が土壌微生物に与える影響を詳細に調べ、遺伝解析が可能な菌類のモデル系を用いてシグナル伝達機構の解明を行う。今年度は、SLに応答する糸状菌を、1700株からなるライブラリーより選抜する実験を進めた。300株についてスクリーニングを終え、その結果、約1／4にものぼる菌株において、色素合成、コロニーの形状、生育等様々な形質がSLによって影響を受けることが明らかとなり、SLは広範な土壌微生物に作用するシグナル分子であることが明らかとなった。さらに、分生子からの成長をタイムラプス撮影により解析する手法を確立し、深層学習を用いて分岐のパターンや速度等の定量的なパラメーターを取得する手法の開発にも現在取り組んでいる。これら一連の実験より、分生子からの初期生長がSLによって制御を受ける三株の糸状菌の同定に成功した。また、これら菌株のSL応答遺伝子の同定とゲノム配列の解読に向け、ナノポアシークエンサー（MinION)を用いた次世代シークエンシングのロングリード解析を行う環境のセットアップも進めた。現在、RNA抽出プロトコール、GPU計算を用いるLinux解析プログラムの試運転が完了し、糸状菌の培養条件の設定が終わり次第、速やかに解析を進める環境を整えることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウイルスの影響で糸状菌ライブラリーの輸送に遅れが生じ、当初計画していた1,700株のスクリーニングを今年度中に達成することはできなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、1700株全てについてスクリーニングを完了することと並行して、すでに発見した有望な三株についてはSL非感受性変異株の分離へと進める。これに際し、まずはSL誘導性の遺伝子をなノポアシークエンシングにて同定する。同定したSL誘導性プロモーターにGFP等のレポーターをつなぎ、発現する形質転換株にエチルメタンスルフォン酸や紫外線により突然変異を誘発し、表現型とレポーター発言の二つの指標でSL非感受性突然変異株をスクリーニングする。変異株ゲノムをNGSにより解読して親株のゲノムにマッピングすることで変異を同定し、複数の独立なアリルの見つかった遺伝子について、アグロバクテリウム法を用いた形質転換により、候補遺伝子の欠失・強制発現による表現型の解析を行う。現状、輸送の問題を除いて、研究は概ね順調に進んでおり、当初の計画を大幅に変更する予定はない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
全体としては概ね予定通り予算を執行した。次年度使用額は、プラスチック器具等の消耗品として今年度使用する。
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