2015 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ帯電液滴プラントアクティベーターによる植物免疫制御の挑戦
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26600124
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金子 俊郎 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30312599)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 英樹 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20197164)
加藤 俊顕 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20502082)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 大気圧放電プラズマ / 帯電液滴 / 植物免疫 / 活性酸素種 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，従来の農薬に代わる病害防除法として，植物のもつ防御応答システムをプラズマで活性化する「プラズマ帯電液滴プラントアクティベーター（免疫活性化剤）」による植物免疫の制御を目的としている． 2年目の本年度は，前年度に作製した帯電液滴含有プラズマを用いて，イネに対する免疫活性効果を詳細に調べた．
1. 帯電液滴含有プラズマ装置で生成されるプラズマ中の活性種を制御する目的で，2種類の電極を用いてプラズマを生成し（Plasma A，Plasma B），活性種組成と免疫活性遺伝子発現の関係について調べた．
2. 芽出しして湿った状態のイネ種籾に帯電液滴含有プラズマを噴霧し，2日間育苗してサンプリングを行い，免疫活性に関与する防御関連遺伝子（PBZ1およびPOX）の発現変動（ユビキチン(UBQ）規格化発現度）を調べた．その結果，これらの2つの遺伝子はプラズマ未噴霧の場合と比べて，発現度が数倍大きくなっており，プラズマにより防御関連遺伝子が誘導されている可能性が示唆された．さらに，異なる電極での結果を比較したところ，Plasma Aの場合において，PBZ1，POXの発現度が顕著に増加していることが明らかとなった．
3. プラズマ中およびプラズマ噴霧された液相中の活性種を，赤外吸収分光法（気相中）や紫外・可視吸収分光法（液相中）により測定した結果，Plasma Aでは活性酸素種，Plasma Bでは活性窒素種の割合が多いことが分かった．すなわち，電極構造の違いにより発生する活性種組成が異なることが明らかとなり，この活性種組成の変化が遺伝子発現に影響を及ぼすことが示唆された．
4. マイクロアレイ解析によりイネの遺伝子の発現度を網羅的に調べたところ，プラズマ噴霧により発現度が増加する遺伝子と減少する遺伝子があることが明らかとなった．これらの遺伝子の発現度の変化と免疫活性との関係を明らかにすることで，プラズマ帯電液滴プラントアクティベーターを実現できると考えている．
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