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2015 Fiscal Year Research-status Report

植物-植食性昆虫間相互作用における分子パターン認識の役割

Research Project

Project/Area Number 15K18820
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

新屋 友規  岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (80514207)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords植物-昆虫間相互作用 / 植物免疫 / 植食性昆虫 / イネ / 異物認識 / 分子パターン
Outline of Annual Research Achievements

植物免疫機構において、「分子パターン」と呼ばれる外敵由来あるいは外敵攻撃時に生じるリガンドを植物が認識することは、効果的に防御応答を示す上で重要な過程である。植食性昆虫による食害の現場では、複数の分子パターンや傷害を植物が同時に認識すると想定されるが、昆虫認識に関わる分子パターンの報告数は非常に少ない。そこで本研究課題では、植物の昆虫認識分子機構の解明に向けて、イネの害虫であるクサシロキヨトウおよびイチモンジセセリを用いて、新規な、または別種昆虫で報告のある分子パターンの探索を試みた。
クサシロキヨトウおよびイチモンジセセリの幼虫より吐き戻し液を回収し、イネ培養細胞に対してエリシター活性を示すがどうか測定を行った。その結果、いずれの吐き戻し液も高いエリシター活性を示し、活性酸素の蓄積や防御関連二次代謝物の蓄積を誘導した。そこで、クサシロキヨトウの吐き戻し液に含まれる分子パターンの解析を行ったところ、複数の分子パターンを含むことを明らかにした。その中には、新しいタイプの分子パターンに加え、代表的な植食性昆虫由来エリシターであるFACs(Fatty acid amino acid conjugates)が含まれていた。クサシロキヨトウの新しいタイプのエリシターは、FACエリシターと協調的に働くことで、防御応答を促進することを明らかにしており、現在、より詳細な応答解析を進めている。一方で、イチモンジセセリの吐き戻し液には典型的なFACsは含まれておらず、解析した2種の植食性昆虫の間で分子パターンの組成が異なることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

クサシロキヨトウの吐き戻し液において、複数の分子パターンが存在することを明らかにした。さらに、これら複数の分子パターンが存在することにより相乗/相加的にイネの防御応答が誘導されることを示した。またイチモンジセセリ吐き戻し液の分子パターンの解析より、2種の植食性昆虫の間で分子パターンの組成が異なることを明らかにしており、今後、クサシロキヨトウおよびイチモンジセセリの分子パターンの比較解析により、分子パターンの特異性や普遍性、また各分子パターンの機能解析への展開が可能となり、研究目的を達成するための重要な研究成果を得た。以上のように本研究課題は研究計画に沿っておおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画のとおり、平成28年度はクサシロキヨトウ吐き戻し液中に見出した、新規分子パターンの精製を行う。また、複数の分子パターン同時処理による相乗/相加的な防御応答の誘導に関して、平成27年度に引き続きイネ培養細胞およびイネ植物体を用いて、一連の防御応答解析を行う。

Causes of Carryover

課題の一部を次年度に行うこととなったが、研究課題全体としておおむね順調に進展しており、次年度も実験実施計画に従い研究を推進する。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究費を植物の防御応答解析や、分子パターン精製に用いる試薬・分子生物学試薬および消耗品の購入に使用する。研究成果の発表および情報収集のため学会への参加するため、また研究打ち合わせを行うための旅費を手当てする。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Uptake of chitosan-derived D-glucosamine oligosaccharides in Streptomyces coelicolor A3(2)2015

    • Author(s)
      Viens P, Dubeau MP, Kimura A, Desaki Y, Shinya T, Shibuya N, Saito A,Brzezinski R.
    • Journal Title

      FEMS Microbiol Lett

      Volume: 362 Pages: 9

    • DOI

      10.1093/femsle/fnv048

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 植物免疫と細胞壁2015

    • Author(s)
      新屋友規、渋谷直人
    • Journal Title

      植物の生長調節

      Volume: 50 Pages: 76-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic analysis of rice (Oryza sativa) metabolic responses to herbivory2015

    • Author(s)
      Alamgir KM, Hojo Y, Christeller JT, Fukumoto K, Isshiki R, Shinya T, Baldwin IT, Galis I.
    • Journal Title

      Plant Cell Environ

      Volume: 39 Pages: 453-466

    • DOI

      10.1111/pce.12640

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chitin-mediated plant-fungal interactions: Catching, hiding and handshaking2015

    • Author(s)
      Shinya T., Nakagawa T., Kaku H., Shibuya N.
    • Journal Title

      Curr Opin Plant Biol

      Volume: 50 Pages: 64-71

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2015.05.032

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ジャスモン酸応答性転写因子RERJ1はイネの虫害抵抗性においてリナロールの生産を制御する2016

    • Author(s)
      茂手木敦史・河村奈央子・宮本皓司・山根久和・小澤理香・高林純示・Ivan Galis・新屋友規・野尻秀昭・岡田憲典
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] 植食性昆虫エリシター組成に依存したイネの特異的防御応答2016

    • Author(s)
      新屋友規・Islam Sobhy・北條優子・三宅純司・出﨑能丈・渋谷直人・Galis Ivan
    • Organizer
      平成28年度日本植物病理学会大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-23
  • [Presentation] Herbivory induced phenolamide biosynthesis in rice2016

    • Author(s)
      Tanabe, K., Hojo, Y., Shinya, T., Galis, I.
    • Organizer
      57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] Direct and indirect defense against herbivores in rice2016

    • Author(s)
      Galis, I., Sobhy, I., Miyake, A., Tanabe, K., Hojo, Y., Shinya, T.
    • Organizer
      57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] ジャスモン酸応答性転写因子RERJ1はイネの虫害抵抗性において揮発性物質の生産を制御する2015

    • Author(s)
      茂手木敦史・河村奈央子・宮本皓司・山根久和・小澤理香・高林純示・Ivan Galis・新屋友規・野尻秀昭・岡田憲典
    • Organizer
      植物化学調節学会第50回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-10-23 – 2015-10-25
  • [Presentation] Uptake of a chitin-degradation product via the constitutive N-acetylglucosamine/N,N’-diacetylchitobiose binding protein NgcESCO of an ABC transporter in Streptomyces coelicolor A3(2)2015

    • Author(s)
      Saito, A., Iinuma, C., Ohnuma, T., Shinya, T., Kimura, Y., Aoki, Y., Feng, L., Desaki, Y., Shibuya, N., Fukamizo, T., Ando, A., Fujii, T., Miyashita, K.
    • Organizer
      日本微生物生態学会第30回大会
    • Place of Presentation
      土浦
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-20
  • [Presentation] Isolation of novel plant-defense-inducing elicitors from rice herbivores2015

    • Author(s)
      Shinya, T., Hojo, Y., Desaki, Y., Shibuya, N., Galis, I.
    • Organizer
      The 31st annual meeting of the ISCE
    • Place of Presentation
      Stockholm
    • Year and Date
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emerging role of phenolamides as universal plant defense metabolites2015

    • Author(s)
      Galis, I., Alamgir, K.M., Tanabe, K., Hojo, Y, Shinya, T.
    • Organizer
      The 31st annual meeting of the ISCE
    • Place of Presentation
      Stockholm
    • Year and Date
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 「親和性標識実験」 植物細胞壁実験法 (石井忠ら編)2015

    • Author(s)
      新屋友規
    • Total Pages
      374-376
    • Publisher
      弘前大学出版会

URL: 

Published: 2017-01-06  

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