2018 Fiscal Year Research-status Report
大気圧プラズマによる植物免疫システム活性化の分子基盤と病害防除への応用
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16K14858
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 英樹 東北大学, 農学研究科, 教授 (20197164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 俊郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (30312599)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / タバコモザイクウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラズマは一般に気体が電離した状態のものを指し、工学、医学、農学などの幅広い分野に応用可能な新技術として注目されている。プラズマの一つである大気圧プラズマは、室温状態で反応性の高いラジカルなどの活性種を生成することから、農産物への照射により、品質に影響を与えることなく、表面の微生物（糸状菌や細菌）を殺菌して貯蔵性を高めるなど、食品分野への利用が注目されている。本課題では、大気圧プラズマがウイルスに対して及ぼす影響と植物の免疫システムの活性化による病害防除効果について解析した。大気圧プラズマ非照射のTMV懸濁液を同様にN遺伝子タバコ品種に接種ところ、ウイルス感染による局部壊死病斑の形成の顕著な低下が認められ、照射時間依存的にウイルス粒子の崩壊とTMV RNAの分解が認められた。以上より、大気圧プラズマは、TMVを不活化する効果があることが示された。ウイルスを不活性化するプラズマ照射条件をすでに確立したことから、次に、プラズマを植物体に照射による植物免疫の活性化と病害防除の解析に着手した。プラズマ照射により、抵抗性誘導マーカーとなる防御関連遺伝子の発現が誘導されたことから、プラズマによる植物免疫システムの活性化を介した病害防除への活用が示唆された。一方で、プラズマ照射強度、時間、植物生育ステージによっては、細胞死が誘導されることも明らかになった。今後、植物免疫システムの活性化に適切な、プラズマ照射条件の詳細な検討を予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大気圧プラズマは、TMVを不活化する効果があることが示された。さらに、プラズマを植物体に照射することにより、抵抗性誘導マーカーとなる防御関連遺伝子の発現が誘導されたことから、プラズマによる植物免疫システムの活性化を介した病害防除への活用が示唆されており、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から、植物病原細菌・ウイルスを不活性化するプラズマ照射条件をすでに確立した。次に、プラズマを植物体に照射による植物免疫の活性化と病害防除の解析に着手したが、照射時の水導入量、電圧、照射時間により、植物細胞に致死的なダメージを与えることが判明した。そのダメージを生じずに植物免疫を活性化するプラズマ照射条件の設定を行う。
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| Causes of Carryover |
これまでの研究から、植物病原細菌・ウイルスを不活性化するプラズマ照射条件をすでに確立した（論文成果あり）。次に、プラズマを植物体に照射による植物免疫の活性化と病害防除の解析に着手したが、照射時の水導入量、電圧、照射時間により、植物細胞に致死的なダメージを与えることが判明した。そのダメージを生じずに植物免疫を活性化するプラズマ照射条件の設定に想定以上の時間を要したため、補助事業期間延長を申請する。
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Research Products
(4 results)
