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病害抵抗性品種の開発を志向したイネの防御関連二次代謝における多様性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07718
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物有機化学
研究機関鳥取大学

研究代表者

石原 亨  鳥取大学, 農学部, 教授 (80281103)

研究分担者 寺石 政義  京都大学, 農学研究科, 講師 (80378819)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードイネ / ファイトアレキシン / 種内多様性 / ケモタイプ / サクラネチン / オリザレシン / 二次代謝 / rice / phytoalexin / natural variaton / sakuranetin / oryzalexin / chemotype / momilactone / phytocassane / オリザレキシン / ナチュラルバリエーション / モミラクトン / フェニルアミド / ナリンゲニン / QTL
研究成果の概要

イネは、病原菌の感染を防ぐために抗菌性化合物ファイトアレキシンを蓄積する。本研究では、ファイトアレキシン生産の種内変異(ナチュラルバリエーション)を明らかにした。様々な品種のイネを調べたところ、サクラネチンを蓄積する品種と前駆物質のナリンゲニンを蓄積する品種があった。この違いをもたらす遺伝子は、生合成遺伝子NOMTであった。サクラネチンは糸状菌に強い抗菌活性を示すが、ナリンゲニンは細菌に強い活性を示す。抗菌活性の違いがケモタイプの進化をもたらしたのかもしれない。もう一つのファイトアレキシン、オリザレキシンAにも種内変異があり、その原因遺伝子が生合成遺伝子のKSL10であることもわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は外敵に対する防御のため、さまざまな化学物質を蓄積します。例えば、病原菌が感染するとファイトアレキシンと呼ばれる抗菌性物質を蓄積します。イネは20種におよぶファイトアレキシンを蓄積するのですが、品種によってファイトアレキシンの種類や蓄積量が大きく異なることがわかりました。この結果を利用すれば、交配育種などの方法でファイトアレキシンの組成を操作することができ、特定の病原菌に強い品種を作り出せると考えられます。また、異なるファイトアレキシンを蓄積する系統を同時に栽培することで病気の広がりを抑えることができる可能性が生まれました。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Boyce Thompson Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Boyce Thompson Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Boyce Thompson Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Natural variation in the expression and catalytic activity of a naringenin 7-O-methyltransferase influences antifungal defenses in diverse rice cultivars2020

    • 著者名/発表者名
      Koichi Murata, Takashige Kitano, Riko Yoshimoto, Ryo Takata, Naoki Ube, Kotomi Ueno, Makoto Ueno, Yukinori Yabuta, Masayoshi Teraishi, Cynthia K. Holland, Georg Jander, Yutaka Okumoto, Naoki Mori, Atsushi Ishihara
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 101 号: 5 ページ: 1103-1117

    • DOI

      10.1111/tpj.14577

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atsushi Ishihara. Variation of diterpenoid phytoalexin oryzalexin A production in cultivated and wild rice2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kariya, Koichi Murata, Yu Kokubo, Naoki Ube, Kotomi Ueno, Yukinori Yabuta, Masayoshi Teraishi, Yutaka Okumoto, Naoki Mori, Atsushi Ishihara
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 166 ページ: 112057-112057

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2019.112057

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced phenylamide accumulation in response to pathogen infection and hormone treatment in rice (Oryza sativa)2018

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Noriko、Ueno Kotomi、Teraishi Masayoshi、Okumoto Yutaka、Mori Naoki、Ishihara Atsushi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 号: 3 ページ: 407-416

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1429889

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary changes in defensive specialized metabolism in the genus Hordeum2017

    • 著者名/発表者名
      Ube Naoki、Nishizaka Miho、Ichiyanagi Tsuyoshi、Ueno Kotomi、Taketa Shin、Ishihara Atsushi
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 141 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2017.05.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of the tryptophan-pathway-derived defensive secondary metabolites gramine and benzoxazinones in Poaceae.2017

    • 著者名/発表者名
      Kokubo Y, Nishizaka M, Ube N, Yabuta Y Tebayashi SI, Ueno K, Taketa S, Ishihara A
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: 81 号: 3 ページ: 431-440

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1256758

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Induced accumulation of tyramine, serotonin, and related amines in response to Bipolaris sorokiniana infection in barley.2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ishihara, Rie Kumeda, Noriko Hayashi, Yukari Yagi, Nanase Sakaguchi, Yu Kokubo, Naoki Ube, Shin-ichi Tebayashi, Kotomi Ueno
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1090-1098

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1290520

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネにおけるテルペノイド型ファイトアレキシン生産の種内多様性2020

    • 著者名/発表者名
      假谷 佳祐、宇部 尚樹、上野 琴巳、寺石 政義、奥本 裕、森 直樹、石原 亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネのインディカ亜種に特異的に蓄積するファイトアンティシピン2020

    • 著者名/発表者名
      村田晃一、宇部尚樹、寺石政義、上野誠、上野琴巳、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農薬学会第45回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるフラボノイド型ファイトアレキシン、サクラネチンの蓄積に関する種内多様性2019

    • 著者名/発表者名
      村田 晃一、高田 諒、宇部 尚樹、上野 琴巳、寺石 政義、奥本 裕、森 直樹、石原 亨
    • 学会等名
      植物化学調節学会第54回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるテルペノイド型ファイトアレキシン生産の種内多様性2019

    • 著者名/発表者名
      假谷佳祐、宇部尚樹、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      植物化学調節学会第54回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Natural variation in the expression and catalytic activity of a naringenin 7-O-methyltransferase influence antifungal defenses in diverse rice cultivars2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Murata, Ryo Takata, Naoki Ube, Kotomi Ueno, Masayoshi Teraishi, Yutaka Okumoto, Naoki Mori, Atsushi Ishihara
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2019 (The 16th International Joint Symposium between Korea and Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるフラボノイド型ファイトアレキシン、サクラネチンの蓄積に関する種内変異2019

    • 著者名/発表者名
      村田晃一、高田諒、宇部尚樹、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農薬学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおけるテルペノイド型ファイトアレキシン、オリザレキシンAの蓄積に関する種内変異2019

    • 著者名/発表者名
      假谷佳祐,村田晃一,宇部尚樹, 上野琴巳, 寺石政義, 奥本裕, 森直樹, 石原亨
    • 学会等名
      日本農薬学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおけるフラボノイド型ファイトアレキシン、サクラネチンの蓄積に関するナチュラルバリエーション2019

    • 著者名/発表者名
      村田晃一、高田諒、宇部尚樹、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおけるテルペノイド型ファイトアレキシン、オリザレキシンAの蓄積に関するナチュラルバリエーション2019

    • 著者名/発表者名
      假谷佳祐、村田晃一、宇部尚樹、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネのファイトアレキシン生産における種内多様性2018

    • 著者名/発表者名
      小久保悠、村田晃一、假谷佳祐、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 病原菌感染や植物ホルモン処理がイネにおけるフェニルアミド類の蓄積に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      森本紀子、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ科植物における二次代謝多様性の進化2017

    • 著者名/発表者名
      石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イネ科植物におけるジャスモン酸処理によるフェニルアミドの誘導2017

    • 著者名/発表者名
      森本紀子,上野琴巳,寺石政義,奥本裕,森直樹,石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第47回講演会
    • 発表場所
      松江市
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Natural variation of phytoalexin sakuranetin production in rice cultivars.2017

    • 著者名/発表者名
      Takashige Kitano, Noriko Morimoto, Riko Yoshimoto, Sayaka Nishiguchi, Koichi Murata, Kotomi Ueno, Makoto Ueno, Yukinori Yabuta, Masayoshi Teraishi, Georg Jander, Yutaka Okumoto, Atsushi Ishihara
    • 学会等名
      The joint meeting of the 33rd Annual meeting of International Society of Chemical Ecology and the 9th meeting of the Asia Pacific Association of Chemical Ecology.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネにおける植物ホルモン処理によるフェニルアミド類の誘導2017

    • 著者名/発表者名
      森本紀子、上野琴巳、寺石政義、奥本裕、森直樹、石原亨
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大阪大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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