2019 Fiscal Year Research-status Report
Exploration plant defense activator in spent mushroom substrates
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18KT0089
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
石原 亨 鳥取大学, 農学部, 教授 (80281103)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大崎 久美子 鳥取大学, 農学部, 講師 (20432601)
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| Project Period (FY) |
2018-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | きのこ廃菌床 / 抵抗性誘導 / 自然免疫 / ファイトアレキシン / スクロース / グルコース / 糖 / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、きのこ廃菌床熱水抽出物にはスクロースなどの糖が含まれており、この糖がファイトアレキシンの蓄積を誘導していることがわかった。今年度は、ブナシメジ廃菌床を用いて熱水抽出物中に含まれる糖による抵抗反応の誘導についてさらに詳細に解析を行なった。
まず、ブナシメジ廃菌床熱水抽出物に含まれる糖をELSD検出器を備えたHPLCで定量した。その結果、フルクトース、グルコース、スクロースが検出されそれぞれの濃度は1.6、18.3、2.1 mMであった。続いてこれらの糖の処理がファイトアレキシンの誘導に及ぼす影響を調べた。糖で処理した葉を抽出しLC-MS/MSで分析したところ、これらの糖は5 mMあるいは10 mMの濃度でファイトアレキシンの蓄積を顕著に誘導した。同時に糖処理は、病害応答に関わる植物ホルモンの一つイソペンテニルアデニンの蓄積も誘導した。
さらにグルコースで処理した葉からRNAと抽出して定量的RT-PCRで遺伝子発現を解析した。その結果、病害関連遺伝子PR1bやPBZ1の発現量が増加することも見いだされた。続いてグルコースによって発現量が影響を受ける遺伝子を網羅的に調べるため、マイクロアレイ解析を行なった。グルコースによる遺伝子発現の変動は、ブナシメジ熱水抽出物による遺伝子発現の変動と非常によく似ていることがわかった。
以上の結果から、少なくともブナシメジ廃菌床に含まれる抵抗反応誘導物質の一つは、グルコースなどの糖であると結論した。
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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
今年度までの研究で、ファイトアレキシンの蓄積、植物ホルモンの変動、病害関連遺伝子の発現、グローバルな遺伝子発現の変化という、多方面からの解析を実施した。その結果、少なくともブナシメジ廃菌床に含まれる抵抗反応誘導物質の一つがグルコースなどの糖であることを明らかにすることができた。これは、本研究が目指しているゴールに肉薄しているといえる。したがって、本研究は極めて順調に進捗しているということができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、まずブナシメジ廃菌床熱水抽出物から得られる低分子画分に着目して実験を先行させた。しかし、熱水抽出物から得られる高分子画分にも抵抗反応誘導物質が含まれることが見いだされてきた。今年度はこの画分に含まれる化合物の解析に進みたい。
さらに、本研究では、ブナシメジの他にもシイタケやエノキタケなども対象としている。これらのきのこ廃菌床熱水抽出物は、グルコースなどの単糖をあまり含んでいないこともわかってきた。そこで、ブナシメジ以外のきのこ廃菌床熱水抽出物にふくまれる抵抗反応誘導物質の同定にもチャレンジする計画である。
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| Causes of Carryover |
ブナシメジ廃菌床熱水抽出物からの活性物質の精製が予想以上に順調に進行したため、有機溶媒やHPLCカラムを新たに購入する必要がなくなった。しかし、その一方で、糖処理が植物に及ぼす影響を多面的に知るために、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を次年度の研究計画に組み入れた。この目的のため、昨年度使用しなかった予算を次年度使用する計画である。
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[Journal Article] Induction of defense responses by extracts of spent mushroom substrates in rice2019
Author(s)
Atsushi Ishihara, Kana Ando, Anna Yoshioka, Koichi Murata, Yu Kokubo, Noriko Morimoto, Naoki Ube, Yukinori Yabuta, Makoto Ueno, Shin-ichi Tebayashi, Kotomi Ueno, Kumiko Osaki-Oka
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Journal Title
Journal of Pesticide Sciences
Volume: 44
Pages: 89-96
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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