| Project/Area Number |
23K05050
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
長谷川 守文 茨城大学, 農学部, 教授 (80311588)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | フィトアレキシン / ファイトアレキシン / イネ / テルペノイド / いもち病菌 / 二次代謝 / フラボノイド |
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| Outline of Research at the Start |
イネ病原菌やイネ以外を宿主とする菌によるイネフィトアレキシン代謝能の検討，代謝産物の同定などを行う．また，イネ以外の植物でも従来知られているよりもフィトアレキシンが多様であると想定されるため，他の植物における新たなフィトアレキシンの同定を目指す．さらに同じ植物でも地上部と地下部ではストレスに対して異なった応答をする可能性があるため，イネの根における新たなフィトアレキシンの同定も試みる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネフィトアレキシンの病原菌による代謝を研究するためには，病原菌を培養している培地中にフィトアレキシンを添加して微生物によって変換された代謝産物を検出し，その化合物を精製して構造を決定する必要がある．そのためにはイネフィトアレキシンを物質として十分な量入手する必要がある．イネのフィトアレキシンとして知られるモミラクトン A, B はイネ葉片においては病原菌の感染や紫外線照射などの非生物的ストレスを受けたときにのみ生合成されるが，イネ籾殻においては構成的に多量に蓄積することが知られているため，イネ籾殻をメタノール抽出，酢酸エチル抽出，シリカゲルカラムクロマトグラフィー，逆相 HPLC によってモミラクトン A, B の精製を行った．
イネの根における新規ファイトアレキシンの探索を行うためには，LC/MS や GC/MS を用いた分離能の高い代謝物プロファイリングの方法を確立する必要がある．従来の研究では ODS カラムを用いた LC/MS による分析で紫外線照射によってフィトアレキシンの生産を誘導したイネ葉の抽出物と紫外線未照射のコントロールのイネ葉抽出物を分析し，それらの LC/MS クロマトグラムの違いによって紫外線照射特異的に誘導される物質の検出を行っている．この従来の方法ではピークの分離がやや不十分な場合もあったため，より高分離条件での LC/MS 測定ができる方法を検討した．まず，従来よりも長いカラムを用いた LC/MS 分析の検討を行ったが，今のところ適切な分析条件を確立するまでには至っていない．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
今年度に実施した内容は本格的な研究を進めるための準備段階の研究のみであり，実質的な研究をほとんど進めることができなかったため，「遅れている」と自己評価せざるを得なかった．大学における実験科学系の研究は卒業論文研究を行う学部学生や大学院生に負うところが大きいが，今年度は研究代表者の研究室の所属学生がいなくなってしまい，実際に実験を行える人手がいなかったことが一番の原因である．研究代表者自身は研究以外の大学の教育・校務に多くの時間が取られてしまったことや視力が悪いということもあり，多くの実験を行うことはできなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の進捗を遅らせていた最大の原因であった研究室所属学生がいないという問題は 2024 年度は解消する見込みである．2024 年度には 4 名の学生が研究室に配属されたため，この研究課題に一緒に取り組んでくれる学生も 2 名確保できる予定である．
イネの根や他の植物における新規フィトアレキシンの発見を行うためにはフィトアレキシンの効率的な誘導法が必須である．研究代表者らは長年紫外線照射を用いてフィトアレキシンの誘導を行ってきた．この方法は簡便で効率的な方法であり，現在イネ葉のフィトアレキシンに関する研究においては研究代表者以外の研究者にも広く用いられる方法となっている．もともとイネフィトアレキシンの紫外線照射による誘導法は 1988 年に報告された方法であるが，それから三十年以上の間にはフィトアレキシンを誘導する物質（エリシター）に関する知見は非常に多く蓄積してきている．これらの知見を有効に使って紫外線照射よりも効率的なフィトアレキシンの誘導法を確立することができれば，今後の研究を大きく加速することが可能となる．現在，いくつか見込みのあるエリシターの候補を考えている．
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