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2014 年度 実績報告書

アルタナリア病原菌の植物寄生性を決定するCD染色体の進化的起源と成立機構

研究課題

研究課題/領域番号 23248007
研究機関名古屋大学

研究代表者

柘植 尚志  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30192644)

研究分担者 児玉 基一朗  鳥取大学, 農学部, 教授 (00183343)
花田 耕介  九州工業大学, 若手研究者フロンティア研究アカデミー, 准教授 (50462718)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード植物病理学 / 菌類 / 植物 / 遺伝子 / ゲノム
研究実績の概要

糸状菌のCD(Conditionally Dispensable)染色体とは、生存、成育には必要ではないが、植物寄生など特定の生活環にのみ必要な染色体である。先に、宿主特異的毒素を生産するAlternaria alternata病原菌のうち、イチゴ黒斑病菌、リンゴ斑点落葉病菌、トマトアルターナリア茎枯病菌の毒素生合成遺伝子(TOX)クラスターが小型のCD染色体にコードされていること、さらにこれらCD染色体が同一起源であることを見出した。CD染色体の進化的起源と進化過程を探るために、今年度は主に以下の研究を実施した。
1.CD染色体にコードされる遺伝子の分子系統学的解析(花田・柘植): イチゴ菌とリンゴ菌のCD染色体の全遺伝子について、A. alternataと他の菌類から相同遺伝子を検索し、約45%の遺伝子について相同遺伝子を見出した。それら遺伝子の分子系統学的解析によって、TOX以外の遺伝子のほとんどが主要染色体遺伝子のゲノム内重複によって、一方、TOXの多くが水平移動によって成立したことを示す結果を得た。
2.CD染色体の起源染色体の探索(児玉): 国産および外国産の非病原性A. alternata菌株の一部から、CD染色体保存遺伝子をコードする約1.0 Mbの小型染色体を見出した。次世代シークエンサーを用いて、これら菌株のゲノムドラフト配列を決定し、CD染色体の保存領域の存在を確認した。この結果は、これら非病原性菌株の小型染色体がCD染色体の起源染色体であることを示唆した。
3.イチゴ菌のTOX遺伝子群の発現制御機構の解析(柘植): イチゴ菌のTOXクラスターにはZn2Cys6タイプの転写制御因子(AftR)がコードされている。AFTRサイレンシング株は毒素生産性を失うこと、また高発現株は毒素生産性が顕著に向上することを確認した。さらに、AFTRサイレンシング株、高発現株では、すべてのTOX遺伝子群の転写が同調的に低下、向上することを確認し、AftR がTOX遺伝子群の正の制御因子であることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] マイコトキシンとファイトトキシン-似て非なるもの,あるいは全く同じもの-2015

    • 著者名/発表者名
      児玉基一朗, 赤木靖典, 髙尾和実, 柘植尚志
    • 雑誌名

      JSM Mycotoxins

      巻: 65 ページ: 57-62

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Complex regulation of secondary metabolism controlling pathogenicity in the plant pathogenic fungus Alternaria alternata2014

    • 著者名/発表者名
      Takaoka, S., Kurata, M., Harimoto, Y., Hatta, R., Akimitsu, K., Yamamoto, M., and Tsuge, T.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 202 ページ: 1297-1309

    • DOI

      10.1111/nph.12754

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ゲノム解析からみた植物病原糸状菌の二次代謝産物生合成系と病原性の進化・多様性2014

    • 著者名/発表者名
      児玉基一朗, 赤木靖典, 高尾和実, 難波栄二, 山本幹博, 秋光和也, 柘植尚志
    • 雑誌名

      日本植物病理学会報

      巻: 80 ページ: 207-216

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alternaria属菌の宿主特異的毒素:植物病害の決定因子2014

    • 著者名/発表者名
      秋光和也, 柘植尚志, 児玉基一朗, 山本幹博, 尾谷 浩
    • 雑誌名

      日本植物病理学会報

      巻: 80(100周年記念総説集) ページ: 49-55

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Alternaria alternata におけるテヌアゾン酸生合成遺伝子の同定2015

    • 著者名/発表者名
      赤木靖典, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-29 – 2015-03-31
  • [学会発表] Alternaria alternata におけるG protein coupled receptor 遺伝子の同定2015

    • 著者名/発表者名
      高尾和実, 赤木靖典, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-29 – 2015-03-31
  • [学会発表] 遺伝子制御遺伝子ACTTR は宿主特異的ACT 毒素生合成遺伝子ACTT3, ACTT6 の発現を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      勝本真衣, 増中章, 溝淵優希, 二階堂佐紀, 宮本蓉子, 大谷耕平, 望月進, 柘植尚志, 山本幹博, 市村和也, 五味剣二, 秋光和也
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-29 – 2015-03-31
  • [学会発表] トマトアルターナリア茎枯病菌におけるセラミド合成酵素遺伝子の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      赤木靖典, 石原亨, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [学会発表] 非病原性Alternaria alternata菌株への宿主特異的AAL毒素生合成遺伝子クラスターの導入2014

    • 著者名/発表者名
      高尾和実, 赤木靖典, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [学会発表] A whole genome scanning to identify polyketide synthase (PKS) and nonribosomal peptide synthase (NRPS) genes in Alternaria alternata2014

    • 著者名/発表者名
      赤木靖典, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      The 3rd Japan-Korea Joint Symposium on Plant Pathology
    • 発表場所
      Pukyong National University, Busan, Korea
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-24
  • [学会発表] Alternaria alternata におけるセラミド合成酵素遺伝子の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      赤木靖典, 石原亨, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] 宿主特異的AAL毒素生合成遺伝子クラスターの毒素非生産菌への導入2014

    • 著者名/発表者名
      高尾和実, 赤木靖典, 柘植尚志, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] ACT毒素生合成に関与するACTTSおよびACTT遺伝子群の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      勝本真衣, 増中章, 宮本蓉子, 大谷耕平, 望月進, 柘植尚志, 山本幹博, 五味剣二, 市村和也, 秋光和也
    • 学会等名
      日本植物病理学会関西部会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] マイコトキシンとファイトトキシン -似て非なるもの、あるいは全く同じもの-2014

    • 著者名/発表者名
      児玉基一朗
    • 学会等名
      日本マイコトキシン学会第 75 回学術講演会
    • 発表場所
      岐阜大学サテライトキャンパス(岐阜県)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 招待講演
  • [学会発表] アルタナリア病原菌の植物寄生性を決定するCD染色体の進化的起源と成立機構2014

    • 著者名/発表者名
      柘植尚志, 播本佳明, 児玉基一朗, 花田耕介
    • 学会等名
      日本進化学会大会シンポジウム「次世代シークエンサーを利用した比較ゲノム解析の最前線」
    • 発表場所
      高槻現代劇場(大阪府)
    • 年月日
      2014-08-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 非病原性Alternaria alternata におけるconditionally dispensable chromosome (CDC)様染色体の探索2014

    • 著者名/発表者名
      赤木靖典, 柘植尚志, 有江力, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
  • [学会発表] 非病原性Alternariaalternataへの宿主特異的AAL毒素生合成遺伝子クラスター導入によるAAL毒素前駆体産生株の作出2014

    • 著者名/発表者名
      高尾和実, 赤木靖典, 柘植尚志, 難波栄二, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
  • [学会発表] 標的遺伝子破壊法やRNA silencing法を用いたACT毒素生産菌が特異的に保有するACTTS遺伝子群の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      勝本真衣, 小川将興, 石本卓也, 二階堂佐紀, 大谷耕平, 溝淵優希, 宮本蓉子,増中章, 福元健志, 柘植尚志, 山本幹博, 五味剣二, 市村和也, 秋光和也
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
  • [学会発表] トマトアルターナリア茎枯病菌が保有する非リボソーム型ペプチド合成酵素 (NRPS) 遺伝子AaNRPS4の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      大空 岳, 赤木靖典, 難波栄二, 児玉基一朗
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04

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公開日: 2016-06-01  

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