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植物寄生性センチュウ孵化誘引物質の生合成解明による高生産系統の作出

Research Project

Project/Area Number 22K14894
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

岡本 拓実  静岡県立大学, 薬学部, 研究支援員 (90885245)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsジャガイモシストセンチュウ / ソラノエクレピンA / 異宿主発現 / バイオインフォマティクス
Outline of Research at the Start

ジャガイモシストセンチュウはトマトやジャガイモ、ナスなどのナス科植物特異的に寄生する、植物寄生性センチュウの一種とされ、一方的に植物体の栄養を奪い続ける農害虫である。そのため、多くの研究者がその防除法の開発を試みてきたが、未だに効果的な方法は開発されていない。そこで、植物から発せられている孵化誘因物質であるソラノエクレピンAの生合成遺伝子、経路を解明を遺伝子操作技術等を用いることで解明し、ソラノエクレピンA高生産株を作出することで、ジャガイモシストセンチュウへの完全な防除法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

世界中で甚大な被害をもたらしているジャガイモシストセンチュウ(potato cystnematode: PCN)の孵化誘因物質として知られているsolanoeclepin A(solA)の生合成遺伝子・経路の同定を目指した。これまでに、ナス科植物のモデル植物であるマイクロトムを用いたゲノムのリシーケンシングや孵化活性に準じたトランスクリプトーム解析を行うことによって、いくつかの遺伝子を生合成候補遺伝子として挙げていた。また、前年度までにマイクロトムを用いた形質転換体の作出や、Nicotiana benthamiana遺伝子一過性発現に関する実験手法の確立・最適化を行った。これより、本年度をこれを適応した実験を行った。RNAiやCRISPR-Cas9システムを用いた形質転換体の作出について、特にRNAiをもちいた実験において、solAの生合成基質と考えているcycloartenolの生合成遺伝子であるCAS1の形質転換体が作出でた。また、その発現量がしっかりと低減されていることが確認できた。しかし、PCNに対する孵化活性を測定したところ、発現量の低下に伴う活性の低下は見られなかった。また、Nicotiana benthamianaを用いたアグロインフィルトレーション法による遺伝子の一過性発現に関しても、これまで候補にしてきた遺伝子を発現させている。特に、酸化酵素であるP450に焦点を当て、実験を行ったところ、野生株では確認できない化合物ピークをいくつか発見することができた。そこで、現在は、この新たな化合物の解析に取り組んでいる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Nicotiana benthamianaを用いた実験に関しては、これまで候補に挙げていた遺伝子を異種発現させることができ、その機能解析を進めている。しかしながら、最終生産物が微量でしか生産されないことから、その中間体も微量であることが考えられるため、化合物の解析が難航している。また、RNAiやCRISPR-Cas9システムを用いた形質転換体の作出に関しては、おおむね順調に進んでいる。しかし、これまで作出した形質転換体の中に孵化活性が減弱したものは見つからなかった。

Strategy for Future Research Activity

実験手法的には問題はみられないので、これまで通りNicotiana benthamianaへの遺伝子一過性発現とRNAiやCRISPR-Cas9システムを用いた形質転換体の作出を行っていく。その中で、PCNに対する孵化活性の減弱が見られたものや一過性発現によって新たに生産される化合物を詳しく解析する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (23 results)

  • [Presentation] サラシナショウマの主成分cimigenolを基点としたde novo transcriptome解析による生合成遺伝子・経路の解明2024

    • Author(s)
      岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会144年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Solanoeclepin A生合成経路解明に向けたNicotiana benthamianaへの一過性異種発現における重要中間体cycloartenolおよび関連化合物の単離構造解析について2024

    • Author(s)
      青木聡樹、岡本拓実、山本泰誠、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会144年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] マメ科モデル植物及びその近縁種を用いたダイズシストセンチュウ孵化誘因物質glycinoeclepin Aの生合成遺伝子及び経路の解明2024

    • Author(s)
      村上侑太郎、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会144年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ジャガイモシストセンチュウ孵化誘因物質solanoeclepin Aおよび類縁体の実用的供給法の構築2024

    • Author(s)
      山口友喜、渡邉正悟、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会144年会
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      岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
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      日本農芸化学会2024年東京大会
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    • Author(s)
      青木聡樹、岡本拓実、山本泰誠、岸本真治、渡辺賢二
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      日本農芸化学会2024年東京大会
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    • Author(s)
      村上侑太郎、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
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      日本農芸化学会2024年東京大会
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      山口友喜、渡邉正悟、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
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      日本農芸化学会2024年東京大会
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  • [Presentation] Micro-Tomの毛状根を利用したシストセンチュウ孵化誘因物質solanoeclepin Aの生合成遺伝子・経路の解明2023

    • Author(s)
      岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      第24回天然薬物の開発と応用シンポジウム
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Solanoeclepin A推定生合成遺伝子を異種発現したNicotiana benthamianaにおける生成物の化学構造解析2023

    • Author(s)
      青木聡樹、山本泰誠、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
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      第24回天然薬物の開発と応用シンポジウム
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    • Author(s)
      岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第69回年会
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  • [Presentation] 有機/生物合成によるジャガイモシストセンチュウ孵化誘因物質solanoeclepin Aおよび類縁体の実用供給法の構築2023

    • Author(s)
      渡邉正悟、岸本真治、岡本拓実、渡辺賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第69回年会
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      青木聡樹、山本泰誠、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
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      日本生薬学会第69回年会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Searching for biosynthetic genes of solanoeclepin A by transcriptome and metabolome analysis2023

    • Author(s)
      Takumi Okamoto, Taisei Yamamoto, Shinji Kishimoto, Kenji Watanabe
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度広島大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Engineered biosynthesis of solanoeclepin A by using Nicotiana benthamiana as a heterologous host.2023

    • Author(s)
      Taisei Yamamoto, Takumi Okamoto, Tao Zhou, Shinji Kishimoto, Kenji Watanabe
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度広島大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Biosynthetic study on solanoeclepin A using modified Saccharomyces cerevisiae as a Heterologous Hast2023

    • Author(s)
      Shota Nashimoto, Takumi Okamoto, Shinji Kishimoto, Kenji Watanabe
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度広島大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Agroinfiltration法を用いたシストセンチュウ 孵化誘因物質solanoeclepin A の生合成遺伝 子・経路の解明2023

    • Author(s)
      岡本拓実、山本泰誠、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Nicotiana benthamiana異宿主発現系を用いたsolanoeclepin Aの生合成に関与する遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      山本泰誠、岡本拓実、周 韜、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 改変出芽酵母を用いたSolanoeclepin Aの生合成遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      梨本将太、岡本拓実、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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  • [Presentation] Agroinfiltration法を用いたシストセンチュウ 孵化誘因物質solanoeclepin A の生合成遺伝 子・経路の解明2022

    • Author(s)
      岡本拓実、山本泰誠、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第68年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Nicotiana benthamiana異宿主発現系を用いたsolanoeclepin Aの生合成に関与する遺伝子の探索2022

    • Author(s)
      山本泰誠、岡本拓実、周 韜、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第68年会
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  • [Presentation] Agroinfiltration法を用いたシストセンチュウ 孵化誘因物質solanoeclepin A の生合成遺伝 子・経路の解明2022

    • Author(s)
      岡本拓実、山本泰誠、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      第9回食品薬学シンポジウム
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Nicotiana benthamiana異宿主発現系を用いたsolanoeclepin Aの生合成に関与する遺伝子の探索2022

    • Author(s)
      山本泰誠、岡本拓実、周 韜、岸本真治、渡辺賢二
    • Organizer
      第9回食品薬学シンポジウム
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      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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