アイルランド飢饉後のジャガイモと病原菌の「軍拡競争」を分析する研究(Study Analyzes Potato-Pathogen ‘Arms Race’ After Irish Famine)

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2024-08-05 ノースカロライナ州立大学(NCState)

ノースカロライナ州立大学の研究者たちは、歴史的なジャガイモの葉に含まれる遺伝物質を調査し、1840年代のアイルランドのジャガイモ飢饉を引き起こした病原体とジャガイモの進化的変化を明らかにしました。研究では、ジャガイモの抵抗性遺伝子と病原体のエフェクター遺伝子(感染を助ける遺伝子)を同時に分析しました。この手法により、病原体Phytophthora infestansがジャガイモの疫病抵抗性を打ち破る能力を持つことが示されました。研究の結果、病原体の多くのエフェクター遺伝子は安定しており、特に1937年以降のジャガイモ育種プログラムの開始後に感染力を高めるための変異が見られました。また、病原体は1845年から1954年の間に一組の染色体を追加したことが判明しました。この研究は、病原体の進化を遅らせるために、抵抗性遺伝子の安定性や複数の抵抗性遺伝子のピラミッド化が重要であることを示唆しています。

<関連情報>

アイルランドのジャガイモ飢饉以降のジャガイモ宿主における病原菌Phytophthora infestansの進化 Evolution of Phytophthora infestans on its potato host since the Irish potato famine

Allison Coomber,Amanda Saville & Jean Beagle Ristaino
Nature Communications  Published:05 August 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-50749-4

アイルランド飢饉後のジャガイモと病原菌の「軍拡競争」を分析する研究(Study Analyzes Potato-Pathogen ‘Arms Race’ After Irish Famine)

Abstract

Phytophthora infestans is a major oomycete plant pathogen, responsible for potato late blight, which led to the Irish Potato Famine from 1845–1852. Since then, potatoes resistant to this disease have been bred and deployed worldwide. Their resistance (R) genes recognize pathogen effectors responsible for virulence and then induce a plant response stopping disease progression. However, most deployed R genes are quickly overcome by the pathogen. We use targeted sequencing of effector and R genes on herbarium specimens to examine the joint evolution in both P. infestans and potato from 1845–1954. Currently relevant effectors are historically present in P. infestans, but with alternative alleles compared to modern reference genomes. The historic FAM-1 lineage has the virulent Avr1 allele and the ability to break the R1 resistance gene before breeders deployed it in potato. The FAM-1 lineage is diploid, but later, triploid US-1 lineages appear. We show that pathogen virulence genes and host resistance genes have undergone significant changes since the Famine, from both natural and artificial selection.

細胞遺伝子工学
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