2023 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 |
植物は外敵との攻防において、外敵を適切に認識することで効果的に防御機構を駆動する。植食性昆虫の食害時には、植物自身の損傷にともない様々な植物由来の断片分子が生じ、そ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いる。近年、我々も植物細胞壁由来の新規糖鎖エリシターを、イネとイネを食害するクサシロキヨトウの相互作用系から見出していた。本研究では、イネ細胞壁損傷におけるクサシロキヨトウ腸内細菌の関与に注目して、植物由来糖鎖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。
これまでに、クサシロキヨトウの腸内細菌がイネ由来エリシター産生に関与していることを明らかにしている。さらに、クサシロキヨトウの腸内細菌の菌叢解析を行い、腸内細菌の一部が、当該糖鎖エリシター産生に関わる酵素を有していることを明らかにしていた。令和５年度は、クサシロキヨトウと他の害虫の腸内細菌叢の比較解析を進めた。その結果、当該エリシター産生酵素の遺伝子を有する、クサシロキヨトウ腸内で見出された細菌種が、他の昆虫腸内においても存在することが明らかになった。さらに、当該エリシター産生酵素の遺伝子は、広く微生物に存在することも確認した。以上のことから、本研究で見出した「腸内細菌の昆虫食害認識への関与」がイネ-クサシロキヨトウ相互作用だけでなく、他の植物-植食性昆虫間の相互作用においても存在する可能性が示された。
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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
現在までに、イネの食害認識に関わる植物由来エリシター産生において、クサシロキヨトウ腸内細菌がどのような役割を果たすか、分子メカニズムに関する多くの成果を得た。本研究の主要な目的の一つである「植食性昆虫の食害認識における腸内細菌の関与」について研究計画に沿って達成されたと考えている。また、イネの食害受容機構について、現在までに一定性の成果を得ているが、引き続き解析を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
イネの当該糖鎖の認識機構の理解に向けて、関与する受容体や膜タンパク質の同定に向けた実験を行う。応答解析としてリーフディスクや幼植物体を用いた簡易な昆虫エリシター応答解析系の構築を進めており、引き続き実験系の最適化を行うとともに、候補遺伝子の欠損変異体を用いた解析を行う。また、当該エリシター認識・応答解析に加え、新たな昆虫エリシターの解析を推進する予定である。植食性昆虫の食害認識における腸内細菌の関与について、これまで得られた成果をまとめ学術誌へ投稿する。
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| Causes of Carryover |
研究費をイネにおける糖鎖エリシター認識機構の解析、防御応答解析に用いる分析試薬・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。計画していたエリシター認識機構の実験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。
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[Presentation] Fate of diterpenoid phytoalexins: from induced biosynthesis to degradation2023
Author(s)
Youming Liu, Naoki Yamamoto, Masaki Mori, Masaharu Kuroda, Koji Miyamoto, David Wari, Tomonori Shinya, Ivan Galis, Gen-ichiro Arimura, Takuya Sakamoto, Hideaki Nojiri, Kazunori Okada
Organizer
TERPNET 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Conserved transcriptional regulation system on the momilactone biosynthetic pathway in the moss with distinct oxylipins as ligands2023
Author(s)
Mao Unoki, Hideo Inagaki, Koji Miyamoto, Yousuke Takaoka, Tomonori Shinya, Ivan Galis, Akira Nozawa, Tatsuya Sawasaki, Hideaki Nojiri, Minoru Ueda, Kazunori Okada
Organizer
24th International Conference on Plant Growth Substances (IPGSA 2023)
Int'l Joint Research
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