植物寄生線虫における性決定カスケードの解明

植物寄生线虫性别决定级联的阐明

基本信息

批准号：
22H02363
负责人：
新屋良治
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02363/
关键词：
ネコブセンチュウ性決定線虫糖 tra-1 植物寄生線虫

项目摘要

ネコブセンチュウ性分化に関わる遺伝子群を理解するために、トマトの根に感染後７日目の性未分化幼虫と、11日目の雌雄２-3期幼虫を根から解剖学的に取り出し、RNA-seq解析に供した。比較対象として、植物体感染前のネコブセンチュウ感染態2期幼虫も加えた。各３反復ずつ遺伝子発現プロファイルを取得し、主成分分析を実施した結果、４種類のサンプルそれぞれにおいて明確なグループが形成された。ネコブセンチュウにおいてその発現量に雌雄差が確認された遺伝子の中には、他種線虫において性決定に関与するものがあり、複数の転写因子も見出された。また、ネコブセンチュウは植物から摂取する糖を性決定のトリガーとして利用していることを示唆する結果を既に得ているが、モデル線虫C. elegansにおける主要グルコーストランスポーターのオルソログの発現がネコブセンチュウの雌雄で大きく異なることが明らかになった。次に、ネコブセンチュウtra-1遺伝子の機能解析を実施する準備に着手した。tra-1遺伝子はネコブセンチュウの近縁種において、性決定遺伝子としての機能を有することが明らかになっている。公開されているゲノム情報によるとネコブセンチュウは複数のtra-1オルソログを有しているが、主要tra-1と思われる遺伝子配列が他種線虫に比べ短く、ゲノム解析時の遺伝子予測にミスが生じている可能性が考えられた。そのため、今回ネコブセンチュウからcDNAを合成し、完全長配列の取得を試みた。その結果、実際にゲノム解析時の情報が誤りであることが明らかになった。現在では、このtra-1遺伝子の性決定における機能を調べるべく、ベンサミアナタバコにおけるVIGS系を用いた実験系の確立に取り組んでいる。現状、ネコブセンチュウがベンサミアナタバコにおよそ20%程度の寄生率を有することを確認できている。

为了了解番茄线虫性分化中涉及的基因簇，我们在感染番茄根部后第7天解剖除去性未分化幼虫，并在第11天取出雄性和雌性2期和3期幼虫，并分析RNA-It进行了 seq 分析。为了进行比较，还包括感染植物之前线虫感染状态的第二阶段幼虫。获得三个重复基因表达谱并进行主成分分析的结果是，四种类型的样品中的每一种都形成了不同的组。在线虫中确认了雄性和雌性表达水平差异的基因中，存在其他线虫物种中涉及性别决定的基因，并且还发现了多种转录因子。此外，我们已经获得的结果表明，线虫利用从植物中摄取的糖作为性别决定的触发因素，并且模型线虫秀丽隐杆线虫中主要葡萄糖转运蛋白的直系同源物的表达表明雄性和雌性线虫的性别决定已变得清晰。存在很大差异。接下来，我们开始准备对线虫tra-1基因进行功能分析。 tra-1 基因已被证明在与线虫密切相关的物种中充当性别决定基因。根据已发表的基因组信息，线虫类线虫有多个tra-1直向同源物，但被认为是主要tra-1的基因序列比其他线虫物种的基因序列短，导致基因组分析过程中基因预测出现错误。这可能已经发生了。因此，本次我们从线虫中合成了cDNA并试图获得全长序列。结果很明显，基因组分析中使用的信息实际上是不正确的。目前，我们正在利用烟草VIGS系统建立实验系统，研究tra-1基因在性别决定中的功能。目前已证实本塞姆氏烟草对本氏烟草的寄生率约为20%。