| Project/Area Number |
22K19160
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Kuchitsu Kazuyuki 東京理科大学, 創域理工学部生命生物科学科, 教授 (50211884)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 特化代謝 / ジャスモン酸 / サリチル酸 / 構造活性相関 / フェニルプロパノイド経路 / 植物 / 病虫害抵抗性 / バイオスティミュラント / 耐病性 / 耐虫性 / 構造活性相関解析 / 二次代謝 / 乳液 / オミクス解析 / 植物有用物質生産 |
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| Outline of Research at the Start |
最近研究代表者らが見出した、モデル植物に処理すると、ジャスモン酸(JA)の内生量を増加させる化合物の、乳管細胞の分化、二次代謝産物の合成に対する影響に焦点を当て、有用物質生産に用いられる種々の植物種に供試し、応用可能性を探索する。一方モデル植物を用いて作用機序の解明を進める。こうしたアプローチにより、植物による有用物質生産の類例のない制御技術の基盤確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Although it has generally been considered that the salicylic acid (SA) and jasmonic acid (JA) pathways in plants function antagonistically, we have discovered a novel compound that induces the accumulation of JA and, slightly later, SA when applied to Arabidopsis. This compound also induces the expression of specialized metabolism-related genes, such as those in the phenylpropanoid pathway. By synthesizing structural analogs and conducting structure-activity relationship analyses, we identified functional groups with minimal impact on activity. Based on these findings, we synthesized several biotinylated derivatives and advanced the search and identification of candidate target proteins. Comprehensive investigation of the effects on gene expression and metabolite analysis in plant cultured cells revealed that this compound is effective across a wide range of plant species, including bryophytes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ジャスモン酸経路と共にサリチル酸経路も活性化する、類例のない活性を持つ化合物の作用メカニズムの解明を進められたことにより、代謝制御や病虫害耐性の情報伝達系解明のための有効な分子ツールの候補を確立できた。さらに化合物による特化代謝の制御、病原体や害虫に対する抵抗性誘導、バイオスティミュラントなど、さまざまな応用を目指した化合物の探索・開発のためのリードとなることが期待される。ゲノム編集に代表される植物の遺伝的制御と相互補完的な、植物の化学制御技術開発の基盤となると期待される。
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