寄生植物-宿主間と植物-菌根菌間における他者認識の分子機構

寄生植物与寄主、植物与菌根真菌之间识别他人的分子机制

• 批准号: 22KJ3127
• 负责人: 小川 哲史
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3127/
• 关键词: 寄生植物; 屈性; ストリゴラクトン; 菌根菌共生; KAI2

植物は周囲の他者を認識し共生関係や寄生関係を築くことで、栄養確保に役立てている。本研究では植物における菌根菌の認識と寄生植物における宿主植物の認識に共通する分子機構の解明を試みている。まず寄生植物が宿主を認識し接近する屈性のメカニズムを、主にハマウツボ科のコシオガマおよびストライガを用いて解明してきた。昨年度までに、宿主由来のストリゴラクトン（SL）がコシオガマ並びにストライガの屈性を誘導すること、SLはコシオガマの根において植物ホルモンのオーキシンに対する応答を左右非対称に引き起こし屈性を誘導すること、その応答はアンモニウムイオンにより阻害されることを発見した。本年度はさらに、コシオガマやストライガがSLに対して特異的に屈性を示すことを明らかにした。また、イネにおいて菌根菌との共生を負に制御するタンパク質のホモログがコシオガマに存在することに着目し、そのタンパク質が屈性を抑制していることを発見した。これにより、寄生植物におけるSLへの屈性は菌根菌と共生するためのシステムから改変された戦略である可能性を提唱した。本年度はさらに、植物の菌根菌認識の分子機構を解明するため、菌根菌との共生に必要なKAI2 ligand (KL) という未知の植物内生物質に着目し研究を進めた。KLの生合成遺伝子を決定するため、カリフォルニア大学リバーサイド校のNelson教授の研究室に滞在し、KLを過剰蓄積していると考えられるシロイヌナズナの株に変異原を処理した種子をスクリーニングした。その結果、約56,000個の種子よりKLの蓄積が損なわれたと考えられる表現型を示す植物体を38株得た。今後はこれらの株を全ゲノムシークエンシング解析に供し、KLの生合成遺伝子の候補を絞り込んで解析を進める。メタボローム解析や受容体との結合能の測定により、KL生合成遺伝子およびKLの化学構造を明らかにする予定である。

Plant は weeks 囲 の otherness を know し symbiotic masato fastened や parasitic masato is built く を こ と で, tech students.their ownship ensure に servants made て て い る. This study で は plant に お け る mycorrhizal fungi の know と parasitic plant に お け る host plants の common understanding に す る molecular institutions の interpret を try み て い る. ま ず parasitic plant が host を understanding し approaching す る flexor sex の メ カ ニ ズ ム を, main に ハ マ ウ ツ ボ secco の コ シ オ ガ マ お よ び ス ト ラ イ ガ を with い て interpret し て き た. Yesterday's annual ま で に, host origin の ス ト リ ゴ ラ ク ト ン (SL) が コ シ オ ガ マ and び に ス ト ラ イ ガ の flexor sex を induced す る こ と, SL は コ シ オ ガ マ の root に お い て plant ホ ル モ ン の オ ー キ シ ン に す seaborne る 応 around a を not say に lead き seaborne こ し flexor sex を induced す る こ と, そ の 応 answer は ア ン モ ニ ウ ム イ オ ン に よ り Hindering される とを とを occurrence of た. This year は さ ら に, コ シ オ ガ マ や ス ト ラ イ ガ が SL に し seaborne て specific に flexor sex を shown す こ と を Ming ら か に し た. ま た, イ ネ に お い て mycorrhizal fungi と の symbiotic を negative に suppression す る タ ン パ ク qualitative の ホ モ ロ グ が コ シ オ ガ マ に exist す る こ と に mesh し, そ の タ ン パ ク qualitative が flexor sex を inhibit し て い る こ と を 発 see し た. こ れ に よ り, parasitic plant に お け る SL へ の flexor sex は mycorrhizal fungi と symbiotic す る た め の シ ス テ ム か ら change - さ れ た 戦 slightly で あ を る possibility to sing し た. This year は さ ら に mycorrhizal fungi and plant の know の molecular institutions を interpret す る た め, mycorrhizal fungi と の symbiotic に necessary な KAI2 ligand (KL) と い う の unknown plant endogenous substance に mesh を し research into め た. KL の biosynthesis heritage 伝 son を decision す る た め, カ リ フ ォ ル ニ ア university リ バ ー サ イ ド school の Nelson, a professor at the hysteresis in し の laboratory に KL を before turning to accumulate し て い る と exam え ら れ る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の strains に - different original を 処 Richard し た seed を ス ク リ ー ニ ン グ し た. そ の results, some 56000 の seeds よ り KL の accumulation が loss な わ れ た と exam え ら れ る phenotype を た shown す を 38 strains of the plant body. Future は こ れ ら の strains を full ゲ ノ ム シ ー ク エ ン シ ン グ parsing に し, KL の biosynthesis heritage 伝 の son alternate を ground り 込 ん で parsing を into め る. Analytical や メ タ ボ ロ ー ム by let body と の binding energy の determination に よ り, KL biosynthesis heritage 伝 son お よ び KL の chemical structure を Ming ら か に す る designated で あ る.

项目成果

University of California Riverside(米国)

加州大学河滨分校（美国）

Molecular mechanisms of host tropism in Orobanchaceae parasitic plants

列当科寄生植物寄主向性的分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoshi Ogawa;Songkui Cui;Satoko Yoshida;Ken Shirasu
• 通讯作者: Ken Shirasu

Orobanchaceae parasitic plants use strigolactones as chemoattractants for host tropism

列当科寄生植物使用独脚金内酯作为寄主向性的化学引诱剂

• 发表时间: 2022
• 作者: Ogawa;S.;Cui;S.;White;A. R. F.;Nelson;D. C.;Yoshida;S.;Shirasu;K.;Satoshi Ogawa
• 通讯作者: Satoshi Ogawa

寄生植物が宿主に接近するメカニズムの解明 －病害寄生雑草による農業被害を防ぐ方法の開発に期待－

阐明寄生植物接近寄主的机制 - 对开发防止致病杂草和寄生杂草造成农业损害的方法的期望 -