2020 Fiscal Year Annual Research Report
微生物を介した植物の間接誘導防衛機構の解明にもとづく次世代昆虫制御物質の創出
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17H01472
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
松田 一彦 近畿大学, 農学部, 教授 (00199796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丹羽 隆介 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (60507945)
作田 庄平 帝京大学, 理工学部, 教授 (80192087)
加藤 直樹 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90442946)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 間接誘導防衛機構 / 植物ケミカルシグナル / 昆虫活性物質 / 糸状菌 / 放線菌 / 二次代謝 / 生合成 / 昆虫神経活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は自分自身で防御物質を生産すると同時に共生生物に防御を委託する。特に根圏では、ケミカルシグナルを用いて共生微生物に昆虫、線虫あるいは植物病原微生物制御活性を示す物質の合成を促す。このような「間接誘導防衛機構」を実証するため、糸状菌Penicillium simplicissimumがダイズのケミカルシグナルを受容すると殺虫性物質オカラミンを著量生産する現象を指標に、当該シグナルを精製した。また、ヘアリーベッチ栽培後にダイズを栽培した土壌でオカラミン類が蓄積されることを発見した。さらに、ダイズケミカルシグナルを受容するとTalaromyces sp. YO-2株でも殺虫性物質コムネシンの生産が促進されることを確認し、本菌の遺伝子改変により得たコムネシン類を用いて、殺虫活性に貢献する構造を解明した。
放線菌が生産するキチナーゼ阻害物質アロサミジンがぼ全ての生物が有するキチナーゼ様タンパク質の作用に影響を与える可能性を検討するため、キチナーゼ活性を有するよう改変したタンパク質BRPに対するアロサミジンおよびその類縁体デメチルアロサミジンの阻害活性を調べ、それらが同等の阻害活性を示すことを明らかにした。
間接誘導防衛機構により共生微生物が生産する防御物質の評価系を確立するため、これまで未達成であった昆虫のニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）の機能的発現に挑戦し、TMX3等の因子が当該機能的発現を調節することを先駆けて明らかにした。
糸状菌が生産するデカリン化合物が昆虫ステロイドホルモン生合成に必須の役割を果たすNoppera-bo（Nobo）タンパク質に対して阻害活性を有するかを検討し、試験した化合物のうち一つの化合物がショウジョウバエおよびネッタイシマカのNoboを阻害することを明らかにした。さらに、ある種のフラボノイドもNoboに有意な阻害効果を示すことを見出した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Structure-activity relationship analysis of mosquito glutathione S-transferase Noppera-bo and its inhibitors for insecticide development2020
Author(s)
Kazue Inaba, Kotaro Koiwai, Kana Ebihara, Ryunosuke Yoshino, Takatsugu Hirokawa, Kana Morohashi, Sora Enya, Riyo Imamura, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe, Tetsuo Nagano, Hideshi Inoue, Yuuta Fujikawa, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka, Fumiaki Yumoto, Toshiya Senda, Ryusuke Niwa
Organizer
American Crystallographic Association (ACA) 2020 Virtual Meeting
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