Functional analysis of salt stress tolerance by insect hormone in plants

• Project/Area Number: 18K14441
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: Kindai University (2019-2021); Institute of Physical and Chemical Research (2018)
• Principal Investigator: Sako Kaori 近畿大学, 農学部, 助教 (60722395)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 高塩ストレス / 昆虫ホルモン / 塩ストレス / シロイヌナズナ / ケミカルバイオロジー

Outline of Final Research Achievements

More than 20% of irrigated land is affected by soil salinization worldwide. High -salinity stress is one of the major limiting factors of crop productivity and growth. Chemical priming is a promising approach to improving salinity stress tolerance in plants. I found that exogenous treatment of insect hormone enhanced salt stress in Arabidopsis thaliana. Insect hormones have been put to practical use as insecticide ingredients because it showed low cytotoxicity on mammals. Therefore, this research will be able to produce agricultural chemical that demonstrate pesticide effect and improve salt tolerance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、植物に化合物を処理することで，植物が持つ環境ストレス応答能力を強化し，ストレス耐性を付与する手法，ケミカルプライミングに注目が集まっている。本手法は遺伝子組換えを伴わないことや，様々な植物に適用可能であるといった利点が挙げられる。こうした状況で申請者は昆虫ホルモンを外生的に投与することによってシロイヌナズナの耐塩性を強化できることを発見した。昆虫ホルモンは哺乳類への影響が少ないことから殺虫剤成分として実用化されている。従って，本研究の推進は殺虫効果と耐塩性を兼ね備えた安全性の高い農薬開発に繋がることが期待できる。

Research Products

• [Journal Article] ケミカルプライミングによる植物の環境ストレス耐性強化 (2022)
  • Author(s): 佐古 香織
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 60 Pages: 110-112
• [Journal Article] Exogenous ethanol treatment alleviates oxidative damage of <i>Arabidopsis thaliana</i> under conditions of high-light stress (2021)
  • Author(s): Sako Kaori、Nagashima Ryutaro、Tamoi Masahiro、Seki Motoaki
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 38 Issue: 3 Pages: 339-344
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.21.0715a
  • NAID: 130008091561
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • Year and Date: 2021-09-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptome Analysis of Arabidopsis thaliana Plants Treated with a New Compound Natolen128, Enhancing Salt Stress Tolerance (2021)
  • Author(s): Sako Kaori、Van Ha Chien、Matsui Akihiro、Tanaka Maho、Sato Ayato、Seki Motoaki
  • Journal Title: Plants Volume: 10 Issue: 5 Pages: 978-978
  • DOI: 10.3390/plants10050978
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of mitochondrial complex I by the novel compound FSL0260 enhances high salinity-stress tolerance in Arabidopsis thaliana (2020)
  • Author(s): Sako Kaori、Futamura Yushi、Shimizu Takeshi、Matsui Akihiro、Hirano Hiroyuki、Kondoh Yasumitsu、Muroi Makoto、Aono Harumi、Tanaka Maho、Honda Kaori、Shimizu Kenshirou、Kawatani Makoto、Nakano Takeshi、Osada Hiroyuki、Noguchi Ko、Seki Motoaki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 8691-8691
  • DOI: 10.1038/s41598-020-65614-9
  • NAID: 120006876594
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Advances in Chemical Priming to Enhance Abiotic Stress Tolerance in Plants (2020)
  • Author(s): Sako Kaori、Nguyen Huong Mai、Seki Motoaki
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 61 Issue: 12 Pages: 1995-2003
  • DOI: 10.1093/pcp/pcaa119
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Histone acetylation orchestrates wound-induced transcriptional activation and cellular reprogramming in Arabidopsis (2019)
  • Author(s): Rymen Bart、Kawamura Ayako、Lambolez Alice、Inagaki Soichi、Takebayashi Arika、Iwase Akira、Sakamoto Yuki、Sako Kaori、Favero David S.、Ikeuchi Momoko、Suzuki Takamasa、Seki Motoaki、Kakutani Tetsuji、Roudier Fran?ois、Sugimoto Keiko
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 2 Issue: 1 Pages: 404-404
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0646-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The duration of ethanol-induced high-salinity stress tolerance in Arabidopsis thaliana (2018)
  • Author(s): Sako Kaori、Sunaoshi Yuji、Tanaka Maho、Matsui Akihiro、Seki Motoaki
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 13 Pages: 1-3
  • DOI: 10.1080/15592324.2018.1500065
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒストン脱アセチル化酵素が担う植物の環境ストレス応答制御 植物をストレスに強くする標的タンパク質の発見 (2018)
  • Author(s): 上田 実, 佐古 香織, 伊藤 昭博, 吉田 稔, 関 原明
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 56 Pages: 797-803
  • NAID: 130007748619
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新規耐塩性化合物HTD0011は液胞型H+-ATPase制御に機能する (2021)
  • Author(s): 佐古香織、平野弘之、Sheena C Li, 八代田陽子, 長田裕之、関原明
  • Organizer: 第62回日本植物生理学会
• [Presentation] 新規ミトコンドリア阻害剤FSL0260は植物に耐塩性を付与する (2020)
  • Author(s): 佐古香織、二村友史、清水猛、松井章浩、平野裕之、近藤義光、室井誠、青野晴美、田中真帆、本田香織、清水謙志郎、川谷誠、中野雄司、長田裕之、野口航、関原明
  • Organizer: 日本農芸化学会2020大会
• [Presentation] シロイヌナズナ高塩ストレス応答性ユビキチンリガーゼの同定 (2020)
  • Author(s): 高見和弘、田茂井政宏、佐古香織
  • Organizer: 第61回日本植物生理学会
• [Presentation] Chemical screening of compounds enhancing salinity stress tolerance (2018)
  • Author(s): 佐古香織、チエン・バン・ハ、松井章浩、田中真歩、佐藤綾人、関原明
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会
• [Book] バイオスティミュラントハンドブック (2022)
  • Author(s): 山内 靖雄、須藤 修、和田 哲夫、日本バイオスティミュラント協議会
  • Total Pages: 500
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
  • ISBN: 9784860437695
• [Book] Salinity Responses and Tolerance in Plants, Volume 2 (2018)
  • Author(s): Ueda Minoru, Kaori Sako, Motoaki Seki
  • Total Pages: 326
  • Publisher: Springer
  • ISBN: 9783319903187