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植物の「立ち聞き」における匂い受容と間接防衛活性化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 12J00841
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生態・環境
研究機関京都大学

研究代表者

杉本 貢一  京都大学, 生態学研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード植物防衛 / 揮発性化合物 / 植食者 / 配糖体 / トマト / みどりの香り / ヘキセノール / ナチュラルバリエーション / 植物間情報伝達 / 植物―植食者相互作用 / 防衛誘導 / 配糖体化 / ハスモンヨトウ / 植物-植食者相互作用 / 誘導防衛
研究実績の概要

昨年度において(Z)-3-へキセニルビシアノシド(へキセニル配糖体)合成遺伝子の単離・同定をするために利用した、栽培トマトと近縁野生種の交配によって生じたヘキセニル配糖体合成能を失ったトマトを用いて、ハスモンヨトウ食害に対する抵抗性の違いを検証した。その結果、へキセニル配糖体合成能を失ったトマトを食べたハスモンヨトウ幼虫の成長は、へキセニル配糖体を合成できるトマトを食べたハスモンヨトウ幼虫の成長に比べて有意に大きかった。この結果から、へキセニル配糖体がハスモンヨトウ幼虫に対する防衛物質として植物内においても機能する事が強く示唆された。
この研究結果はヘキセニル配糖体が防衛物質としてin plantaにおいて働くことを示唆する結果であり、へキセニル配糖体の防衛機能、ひいては揮発性化合物の受容に関して、生理・生態学的な検証を行うための足がかりとなる結果である。一方で、交配導入による遺伝子機能の解析では、複数遺伝子の導入がどうしても起こってしまう。本研究で得られた証拠をより確実なものとするためには、形質転換によって配糖体化遺伝子の発現のみを特異的に抑制させた植物を作製する必要があるが、これには長い期間が必要となるため、将来の課題とする。
昨年度までの生化学的な解析結果からへキセニル配糖体が、揮発性化合物に曝露された植物だけではなく、食害を受けた葉にも蓄積することが明らかになっている。今年度の研究結果は、生化学的な解析結果の生物学的な機能を示唆する重要な進展結果である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Conversion of volatile alcohols into its glucosides in Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Takabayashi J
    • 雑誌名

      Communicative & Integrative Biology

      巻: 8 号: 1 ページ: e992731-e992731

    • DOI

      10.4161/19420889.2014.992731

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intake and transformation to a glycoside of (Z)-3-hexenol from neighbors reveals a new mode of plant odor reception and defense2014

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Iijima Y, Akakabe Y, Muramoto S, Ozawa R, Sasaki R, Alamgir Md Kabir, Akitake S, Nobuke T, Uefune M, Ivan G, Aoki K, Shibata D, Takabayashi J
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 111 号: 19 ページ: 7144-7149

    • DOI

      10.1073/pnas.1320660111

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bioactivities of natural O-prenylated phenylpropenes from Illicium anisatum leaves and its derivatives against spider mites and fungal pathogen2014

    • 著者名/発表者名
      Koeduka T, Sugimoto K, Watanabe B, Someya N, Kawanishi D, Gotoh T, Ozawa R, Takabayashi J, Matsui K, Hiratake J
    • 雑誌名

      Plant Biol

      巻: 16 号: 2 ページ: 451-456

    • DOI

      10.1111/plb.12054

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced defence in lima bean plants exposed to the volatiles from two-spotted spicier mites-infested conspecifics is independent of the major protein expression2013

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Ozawa R, Kuramitsu Y, Kley J, David A, Muck A, Nakamura K, Boland W, Takabayashi J
    • 雑誌名

      Journal of Plant Interactions

      巻: 8 ページ: 219-224

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Memory of plant communications for priming anti-herbivore response2013

    • 著者名/発表者名
      Ali M, Sugimoto K, Ramadan A, Arimura G
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 1872-1872

    • DOI

      10.1038/srep01872

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maize plants prime anti-herbivore responses by the memorizing and recalling of airborne information in their genome2013

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Arimura G
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 8 号: 10 ページ: e25796-e25796

    • DOI

      10.4161/psb.25796

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced defence in lima bean plants exposed to the volatiles from two-spotted spider mite-infested conspecifics is independent of the major protein expression.2013

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Ozawa R, Kuramitsu Y, Kley J, David A, Muck A, Nakamura K, Boland W, Takabayashi J
    • 雑誌名

      Journal of Plant Interactions

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential Metabolisms of Green Leaf Volatiles in Injured and Intact Parts of a Wounded Leaf Meet Distinct Ecophysiological Requirements2012

    • 著者名/発表者名
      Matsui K, Sugimoto K, Mano J, Ozawa R, Takabayashi J
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 号: 4 ページ: 36433-36433

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0036433

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Glycosylation of airborne volatile compound from herbivore-infested plants contribute to defensive trait against impending herbivory in the volatile exposed uninfested tomato plants2014

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Takabayashi J
    • 学会等名
      The 38th Naito Conference, Molecule-based biological systems
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of jasmonate-induced resistance to insect herbivores in cultivated and wild species of tomato2014

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Liu MJ, Shiu SH, Howe GA
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Plant Lipids
    • 発表場所
      Guelph, Canada
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] O-プレニル化フェニルプロパノイドの化学構造と生物活性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      川西大介、肥塚崇男、杉本貢一、小澤理香、高林純示、渡辺文太、平竹潤
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第483回例会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2014-02-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] RNA-Seq analysis of two genetically distinct strains of spider mites that differently induce volatiles in kidney bean plants2014

    • 著者名/発表者名
      Ozawa R, Endo H, Sugimoto K, Takabayashi J, Gotoh T, Arimura G
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Plant Volatiles
    • 発表場所
      Ventura Beach arriott (アメリカ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structure and biological activities of O-prenylated phenylpropanoid2014

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi D, Koeduka T, Sugimoto K, Ozawa R, Takabayashi J, Watanabe B, Hiratake J
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2014
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] インゲンに異なる防衛反応を誘導するカンザワハダニ2系統の遺伝子発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、遠藤弘基、杉本貢一、高林純示、後藤哲雄、有村源一郎
    • 学会等名
      第58回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      高知大学(高知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プレニル化フェニルプロパノイドの化学構造と生物活性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川西大介、肥塚崇男、杉本貢一、小澤理香、高林純示、渡辺文太、平竹潤
    • 学会等名
      第113回化学研究所研究発表会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2013-12-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トマトのハスモンョトウ抵抗性に関与するみどりの香り配糖体生合成酵素の探索2013

    • 著者名/発表者名
      杉本貢一, 松井健二, 高林純示
    • 学会等名
      第54回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Air transfer of oxylipin volatiles from common cutworm-infested tomato plants contribute to defense induction in uninfested conspecifics2013

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Takabayashi J
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Plant-Herbivore interaction
    • 発表場所
      Ventura Beach Marriott(アメリカ)
    • 年月日
      2013-02-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 植物は大気中に存在する揮発性有機化合物を取り込み配糖体へと変換して蓄積する2012

    • 著者名/発表者名
      杉本貢一, 松井健二, 高林純示
    • 学会等名
      第25回植物脂質シンポジウム
    • 発表場所
      甲南大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Air-transferred oxylipin volatiles from herbivore-infested tomato plants change uninfested conspecific plants to be defensive2012

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto K, Matsui K, Ozawa R, Takabayashi J
    • 学会等名
      20th International Symposium on Plant Lipid
    • 発表場所
      Melia Lebreros (スペイン)
    • 年月日
      2012-07-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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