2021 Fiscal Year Research-status Report
植食性昆虫とその腸内細菌による危険信号分子の産生と植物の受容機構
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21K05506
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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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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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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 / 腸内細菌 / エリシター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外敵との攻防において植物が自身を守るためには、外敵を適切に認識することが防御機構を効果的に駆動するうえで重要である。食害時の損傷にともない生じる植物由来の分子の一部がエリシターとして植物に認識されることが知られており、我々も植物細胞壁由来の新規糖鎖エリシターを、イネとクサシロキヨトウの相互作用系から見出していた。本研究は、細胞壁損傷における昆虫腸内細菌の関与に注目して、植物由来エリシターの食害時産生メカニズムを明らかにするとともに、植物の昆虫エリシター認識機構に迫る研究を行うことを目的としている。
令和３年度は、腸内細菌の植物由来エリシター産生への関与の検証を行った。抗生物質カクテルを含む餌で昆虫腸内細菌数を減少させ、エリシターとなる細胞壁断片の産生に必要な細胞壁酵素が腸内細菌に由来することを確認した。さらに、腸内細菌数を減少させたのち回収した吐き戻し液の、防御応答誘導能への影響を解析した。現在、吐き戻し液中の当該糖鎖の直接解析をLC-MSを用いて試みており、検出系が構築できた場合は、腸内細菌数を減少させたのち回収した吐き戻し液において当該糖鎖が検出されるかどうかを調べる。一方で、当該糖鎖エリシターによる一連の応答解析はイネ培養細胞の実験系を用いて行われてきたが、令和３年度はイネリーフディスクアッセイ系を用いた応答解析を行っており、次年度以降も継続して応答解析を進める。また、当該糖鎖のエリシター活性に重要な構造を明らかにするために、類似構造を有する糖鎖の応答解析を行った。
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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
本研究で新たに見出した糖鎖エリシターが、腸内細菌由来酵素で産生されることを明確にし、昆虫腸内細菌の植物由来エリシター産生への役割に関して、一定の成果を得た。エリシターして働く当該糖鎖の応答解析を行うとともに、当該糖鎖の構造-活性相関の解析を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、植物由来糖鎖エリシターの産生機構の理解にむけて、クサシロキヨトウの腸内細菌の詳細な解析を行う。令和3年度から引き続き、当該糖鎖の防御応答誘導活性の構造活性相関を進めるとともに、リーフディスクを用いたイネ葉における応答解析を行う。また、吐き戻し液中の当該糖鎖の検出実験系を用いた解析も進める。さらに今後、イネの当該糖鎖の認識機構の理解に向けて、関与する受容体の同定むけた実験を行う。
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| Causes of Carryover |
研究費をイネの防御応答解析や、腸内細菌の解析、植物由来の糖鎖エリシターの産生メカニズムの解析、および吐き戻し液中の当該糖鎖の検出系構築に用いる分析試薬・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の学会参加、研究打ち合わせを行うための旅費を手当てする。計画していた実験課題の一部を次年度に行うこととなり研究費の一部を繰り越すが、研究課題全体としは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。また、新型コロナウイルス感染症による問題のため、計画していた研究打ち合わせを次年度に延期した。
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[Journal Article] Deciphering OPDA signaling components in the momilactone-producing moss Calohypnum plumiforme2021
Author(s)
Inagaki H, Miyamoto K, Ando N, Murakami K, Sugisawa K, Morita S, Yumoto E, Teruya M, Uchida K, Kato N, Kaji T, Takaoka Y, Hojo Y, Shinya T, Galis I, Nozawa A, Sawasaki T, Nojiri H, Ueda M, Okada K
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Journal Title
Front Plant Sci
Volume: 12
Pages: 688565
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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