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植物間コミュニケーション現象を利用した農業生産技術の基盤形成

研究課題

研究課題/領域番号 18H03952
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

高林 純示  京都大学, 生態学研究センター, 名誉教授 (10197197)

研究分担者 塩尻 かおり  龍谷大学, 農学部, 教授 (10591208)
松井 健二  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)
2021年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2020年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2018年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード食害誘導性植物揮発性物質 / 害虫防除 / 配糖体化 / 植物間コミュニケーション / 持続的農業生産 / 配糖体 / 揮発性物質 / 持続的農業技術 / 農業生産 / 植物揮発性物質 / 被食防衛 / 農業生産技術
研究成果の概要

研究項目1:揮発性アルコールを受容し配糖体化することによる昆虫に対する防衛機能の検討の成果概要 トマト株では大気中の青葉アルコール((Z)-3-hexenol)分子を体内に取り込み配糖体化し、防衛物質((Z)-3-Hexenylvicianoside: HexVic)として利用することを明らかにした。HexVicの構造と活性について検討した。研究項目2:揮発性物質暴露による植物個体の成長及び被食防衛に及ぼす影響の検討の成果概要 イネ、トウモロコシに裁断した雑草の揮発性物質を暴露することで、被害が低減し、生産量や品質が高まることを実証した。青葉アセテートにたいする植物の認識機構を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

配糖体を生み出す配糖化酵素やその遺伝子を調べることで、トマトの各品種が持つ防御力を評価し、食害ストレスに強いトマト品種の開発が期待できる。青葉アルコール以外にも二糖配糖体化を経て機能発現している揮発性化合物関連物質を発見した。将来的には多様な揮発性物質の配糖体化機構の理解を通じて農作物に害虫に強い形質を与えることが期待される。また、切断した雑草が放出する揮発性成分を生育初期の作物に暴露(植物間コミュニケーションの模擬)することによって、食害量が減少、収穫量や品質が向上することを示した用研究は、持続的な農業生産に貢献する成果である。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 2件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 図書 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of California Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Carifornia Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Carifornia Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Volatiles from eggplants infested by Aphis gossypii induce oviposition behavior in the aphidophagous gall midge Aphidoletes aphidimyza2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Higashida, Eizi Yano, Junji Takabayashi, Rika Ozawa
    • 雑誌名

      Arthropod-Plant Interactions

      巻: 16 号: 1 ページ: 45-52

    • DOI

      10.1007/s11829-021-09882-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerial (+)-borneol modulates root morphology, auxin signalling and meristematic activity in Arabidopsis roots2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kyohei、Uefune Masayoshi、Fukaki Hidehiro、Yamauchi Yasuo、Hara-Nishimura Ikuko、Ozawa Rika、Matsui Kenji、Sugimoto Koichi、Okada Kazunori、Imai Ryozo、Takahashi Kenshi、Enami Shinichi、Wurst Rene、Takabayashi Junji
    • 雑誌名

      Biology Letters

      巻: 18 号: 5 ページ: 20210629-20210629

    • DOI

      10.1098/rsbl.2021.0629

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Herbivory-Induced Phytogenic Volatiles with Multifunctional Effects in Ecosystem: Complex Patterns in Biotic Interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Junji Takabayashi
    • 雑誌名

      Plant Cell and Physiology

      巻: 63 号: 10 ページ: 2022-2022

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac107

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of UDP-glucose: Volatile benzenoid/phenylpropanoid glucosyltransferase in petunia flowers2020

    • 著者名/発表者名
      Koeduka Takao、Ueyama Yukiko、Kitajima Sakihito、Ohnishi Toshiyuki、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 252 ページ: 153245-153245

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2020.153245

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppressed Methionine γ-Lyase Expression Causes Hyperaccumulation of S-Methylmethionine in Soybean Seeds2020

    • 著者名/発表者名
      Teshima Takuya、Yamada Naohiro、Yokota Yuko、Sayama Takashi、Inagaki Kenji、Koeduka Takao、Uefune Masayoshi、Ishimoto Masao、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 183 号: 3 ページ: 943-956

    • DOI

      10.1104/pp.20.00254

    • NAID

      130008108982

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exposure to artificially damaged goldenrod volatiles increases saponins in seeds of field-grown soybean plants2020

    • 著者名/発表者名
      Shiojiri Kaori、Ozawa Rika、Yamashita Ken-Ichi、Uefune Masayoshi、Matsui Kenji、Tsukamoto Chigen、Takabayashi Junji
    • 雑誌名

      Phytochemistry Letters

      巻: 36 ページ: 7-10

    • DOI

      10.1016/j.phytol.2020.01.014

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronous Occurrences of the Diamondback Moth (Lepidoptera: Plutellidae) and its Parasitoid Wasp Cotesia vestalis (Hymenoptera: Braconidae) in Greenhouses in a Satoyama Area2020

    • 著者名/発表者名
      Abe Junichiro、Uefune Masayoshi、Yoneya Kinuyo、Shiojiri Kaori、Takabayashi Junji
    • 雑誌名

      Environmental Entomology

      巻: 49 号: 1 ページ: 10-14

    • DOI

      10.1093/ee/nvz140

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物の葉の香り化合物による生存戦略2019

    • 著者名/発表者名
      松井健二
    • 雑誌名

      日本農薬学会誌

      巻: 44 号: 2 ページ: 132-140

    • DOI

      10.1584/jpestics.W19-44

    • NAID

      130007823172

    • ISSN
      2187-0365, 2187-8692
    • 年月日
      2019-08-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Multifunctionality of herbivory-induced plant volatiles in chemical information transmission during tritrophic interactions among plants, herbivorous arthropods, and arthropod predators2019

    • 著者名/発表者名
      Junji Takabayashi and Kaori Shiojiri
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 32 ページ: 110-117

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.01.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chewing and other cues induce grass spines and protect meristems2019

    • 著者名/発表者名
      Karban R and Takabayashi J.
    • 雑誌名

      Arthropod-plant interactions

      巻: 13 号: 3 ページ: 541-550

    • DOI

      10.1007/s11829-018-9666-1

    • 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] Molecular cloning and functional characterization of an O-methyltransferase catalyzing 4′-O-methylation of resveratrol in Acorus calamus2019

    • 著者名/発表者名
      Takao Koeduka, Miki Hatada, Hideyuki Suzuki, Shiro Suzuki, Kenji Matsui
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 127 号: 5 ページ: 539-543

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.10.011

    • NAID

      40021891571

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of trans-2-hexenal and cis-3-hexenal on post-harvest strawberry2019

    • 著者名/発表者名
      Wakai j, Kusama S, Nakajima K, Kawai S, Okumura Y, Shiojiri K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10112-10112

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46307-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Green leaf volatile-burst in Arabidopsis is governed by galactolipid oxygenation by a lipoxygenase that is under control of calcium ion.2018

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki, S., Matsui, K
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commn

      巻: 505 ページ: 939-944

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a Hexenal Reductase That Modulates the Composition of Green Leaf Volatiles2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Toshiyuki、Ikeda Ayana、Shiojiri Kaori、Ozawa Rika、Shiki Kazumi、Nagai-Kunihiro Naoko、Fujita Kenya、Sugimoto Koichi、Yamato Katsuyuki T.、Dohra Hideo、Ohnishi Toshiyuki、Koeduka Takao、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 178 号: 2 ページ: 552-564

    • DOI

      10.1104/pp.18.00632

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pest management using mint volatiles to elicit resistance in soy: mechanism and application potential2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru Sukegawa, Kaori Shiojiri, Tomota Higami, Syunpei Suzuki, Gen-ichiro Arimura
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 96 号: 5 ページ: 910-920

    • DOI

      10.1111/tpj.14077

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物揮発性物質が媒介する植物と昆虫のコミュニケーションを解読する2022

    • 著者名/発表者名
      高林純示
    • 学会等名
      第69回生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plant-plant communication mediated by phytogenic volatile organic compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Junji Takabayashi
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物揮発性物質が媒介する植物と昆虫のコミュニケーションを解読する2022

    • 著者名/発表者名
      高林純示
    • 学会等名
      サントリー生命科学財団セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synergistic effects of uninfested plants and honey on the attractiveness of the synthetic host-infested plant volatiles to parasitoid wasps2022

    • 著者名/発表者名
      Rika Ozawa, Yoshitsugu Ohara, Kaori Shiojiri, Toru Uchida, Kazumasa Kakibuchi, Kota Sano, Masayoshi Uefune, Junji Takabayashi
    • 学会等名
      International Conference of Entomology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The induction of defense in eggplants exposed to conspecific volatiles induced by an omnivorous predator, Nesidiocoris tenuis2022

    • 著者名/発表者名
      Rim Hojyun and Junji Takabayashi
    • 学会等名
      International Conference of Entomology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トマトの生体防御活性化を司る(Z)-3-hexenyl β-vicianosideの遺伝学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      杉本貢一,小埜栄一郎,稲葉環,塚原壮彦,堀川学,豊永宏美,切岩義一,松井健二,大西利幸,高林純示
    • 学会等名
      第57回 植物化学調節学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トマト栽培種が獲得した防御活性化物質 (Z)-3-hexenyl β-vicianosideの生合成解明2022

    • 著者名/発表者名
      稲葉 環、本間 駿一、杉本 貢3、小埜 栄一郎、堀川 学、豊永 宏美、塚原 壮彦、藤川 紘樹、大澤 月穂、切岩 祥和、松井健二、三浦 謙治、高林 純示、大西 利幸
    • 学会等名
      第57回 植物化学調節学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物のみどりの香りがコナガ幼虫の成長を抑制する2020

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、塩尻かおり、中尾拓磨、藤田涼平、松井健二、高林純示
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫と植物の会話を解読する2020

    • 著者名/発表者名
      高林純示
    • 学会等名
      第52回種生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] みどりの香りバーストを駆動するリポキシゲナーゼ活性化機構2020

    • 著者名/発表者名
      松井健二, 望月智史
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物はどのようにして揮発性化合物をシグナルとして認識するのか?2019

    • 著者名/発表者名
      松井健二
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Construction of an efficient system to expose plants to volatiles2019

    • 著者名/発表者名
      松井健二
    • 学会等名
      8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物の香り化合物による生存戦略2019

    • 著者名/発表者名
      松井健二
    • 学会等名
      日本農薬学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BVOCと植物の誘導防衛戦略を利用した害虫管理技術の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      高林純示
    • 学会等名
      第23回農林害虫防除研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] かおりの生態学 ー我々の認識を超えて今そこにあるかおりの世界の探求ー2018

    • 著者名/発表者名
      高林純示
    • 学会等名
      第30回 高遠・分子細胞生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物生態系を紡ぐ香り化合物の代謝を介した相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      松井健二
    • 学会等名
      理研シンポジウム「第19回分析・解析技術と化学の最先端」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Induced plant resistance against insects using exogenous bioactive chemicals: Key advances and future perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Kaori Shiojiri, Rika Ozawa and Junji Takabayashi
    • 総ページ数
      777
    • 出版者
      Frontiers
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 未来創成学の展望 かおりの生態学 -我々の認識を超えて今そこにあるかおりの世界を解読する-2020

    • 著者名/発表者名
      高林純示 (山極 壽一、村瀬 雅俊、西平 直 編集)
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      ナカニシヤ出版
    • ISBN
      9784779514739
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Conference of Entomology2022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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