病害寄生雑草ストライガの全ゲノム解読に成功~アフリカを襲う農業被害の撲滅に光~

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2019-09-13   理化学研究所,奈良先端科学技術大学院大学

理化学研究所(理研)環境資源科学研究センター植物免疫研究グループの白須賢グループディレクター、奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科バイオサイエンス領域植物共生学研究室の吉田聡子特任准教授らの国際共同研究グループは、アフリカを襲う病害寄生雑草であるストライガ(Striga)の全ゲノム解読に成功しました。

本研究成果は、ストライガの進化および寄生メカニズムの理解、ストライガ撲滅に向けた除去剤開発などに貢献すると期待できます。

ストライガは主要な穀物に寄生し、収穫量を大幅に減らす有害植物であり、特にアフリカで深刻な被害をもたらしています。この問題の根本的な解決に向けてストライガの寄生メカニズムを理解するには、全ゲノム情報が必要でした。

今回、国際共同研究グループは、1950年代に米国に侵入したストライガの系統からゲノムDNAを抽出し、全ゲノムシークエンス解析[1]、トランスクリプトーム[2]解析などを行った結果、タンパク質をコードする遺伝子34,577個を同定しました。また、適応進化の過程において、ストライガは全ゲノム2倍化[3]を2回起こすことで寄生に必要な遺伝子を獲得したこと、ストリゴラトン[4]受容体ファミリーが著しく増えたことでさまざまな宿主を獲得したことが分かりました。さらに、ストライガゲノムに宿主から「遺伝子の水平伝播[5]」が起きた証拠も見つけました。

本研究は、米国の科学雑誌『Current Biology』の掲載に先立ち、オンライン版(9月12日付け:日本時間9月13日)に掲載されます。

図 ケニアに生息するストライガ(Striga asiatica)

※国際共同研究グループ

理化学研究所
環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループ
グループディレクター 白須 賢(しらす けん)
バイオリソース研究センター 植物-微生物共生研究開発チーム
チームリーダー 市橋 泰範(いちはし やすのり)

奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 バイオサイエンス領域
特任准教授 吉田 聡子(よしだ さとこ)
教授 出村 拓(でむら たく)

名古屋大学大学院 生命農学研究科
教授 榊原 均(さかきばら ひとし)

京都大学大学院 農学研究科
教授 山口 信次郎(やまぐち しんいちろう)

東京工業大学 地球生命研究所
助教 佐々木 結子(ささき ゆうこ)

宇都宮大学農学部
准教授 野村 崇人(のむら たかひと)

北海道大学 工学研究院 応用化学部門 生物工学分野
助教 堀 千明(ほり ちあき)

東京農工大学 グローバルイノベーション研究院
准教授 笠原 博幸(かさはら ひろゆき)

明治大学 農学部 農芸化学科
専任講師 瀬戸 義哉(せと よしや)

ソウル大学(韓国)
教授 ドイル・チョイ(Doil Choi)

ペンシルベニア州立大学(米国)
教授 クラウド・デパンフィリス(Claudede Pamphilis)

ヘルシンキ大学(フィンランド)
教授 アラン・シュルマン(Alan Schulman)

カリフォルニア大学リバーサイド校(米国)
教授 デイビッド・ネルソン(David Nelson)

バージニア大学(米国)
教授 マイケル・ティムコ(Michael Timko)

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