2018 Fiscal Year Research-status Report
植物細胞壁損傷の感知による植食性昆虫食害の認識機構
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18K05558
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
新屋 友規 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80514207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小竹 敬久 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20334146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 植物-昆虫間相互作用 / 植物免疫 / 細胞壁 / イネ / 植食性昆虫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物を食害する植食性昆虫に対して効果的に植物免疫システムを活性化するうえで、植物の食害認識機構は重要な系のひとつである。植物の食害認識では「昆虫由来の分子」に加え、「食害にともない産生される分子」や「自己組織の損傷」を認識すると考えられているが、報告例が限られている。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、イネとクサシロキヨトウの相互作用に注目し、食害時の細胞壁損傷にともない産生するデンジャーシグナル分子の解析を行った。
クサシロキヨトウ吐き戻し液に含まれる糖鎖の分析を行い、デンジャーシグナルの候補となる細胞壁糖鎖を見出した。そこで候補となるオリゴ糖をイネ培養細胞に処理したところ、MAPK活性化や二次代謝物蓄積など一連の防御応答の誘導が認められた。さらに糖鎖の重合度とエリシター活性の相関についても解析した。また、クサシロキヨトウ食害認識に関わる植物内生ペプチドOsPEP3を、本オリゴ糖と同時にイネ培養細胞に処理したところ、相加/相乗的に複数の防御応答を誘導した。一方でクサシロキヨトウ吐き戻し液中の細胞壁分解酵素の活性測定を行ったところ、注目したオリゴ糖分子を細胞壁糖鎖から産生するうえで重要と考えられる酵素が存在することを示した。実際に、本酵素を入手、吐き戻し液に処理したところ、吐き戻し液のエリシター活性に変化が認められた。以上の結果を含め、食害時の細胞壁損傷の認識に関与する細胞壁由来糖鎖を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
食害時の自己損傷認識に関与する糖鎖を見出した。また計画を前倒して、細胞壁から当該糖鎖の遊離メカニズムの解析として植食性昆虫の細胞壁分解酵素の解析を行い、研究目的を達成するための重要な研究成果を得た。さらに次年度以降行う実験に関して実験系を構築し、いくつかのプレリミナリーな結果を得ている。以上のように本研究課題は研究計画に沿って当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
クサシロキヨトウ吐き戻し液中に含まれる、食害認識に関わると推定される細胞壁由来糖鎖に注目し、平成30年度に実施できなかった一部の防御応答解析を行う。平成30年度から引き続き、クサシロキヨトウ内でどのようにエリシター活性を有するオリゴ糖断片が産生されるのか、より詳細なメカニズムに迫る。また、吐き戻し液中の当該オリゴ糖の簡易で高感度な検出系の構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
課題の一部を次年度に行うこととなり研究費の一部を次年度使用する。研究課題全体としは当初の計画以上に進展しており、次年度も実験実施計画に従い研究を推進する。研究費をイネの防御応答解析や、糖鎖解析に用いる試薬・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。
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