| 研究課題/領域番号 |
19K16227
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分45040:生態学および環境学関連
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| 研究機関 | 京都大学 (2020)
信州大学 (2019) |
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研究代表者 |
角田 智詞 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 研究員 (30747936)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 誘導防御応答 / グルコシノレート（からし油配糖体） / 植物と植食性昆虫の相互作用 / 植物の食害応答 / 最適防御理論 / 植物-微生物-昆虫相互作用 / 植物-昆虫相互作用 / 地上部-地下部相互作用 / 誘導防御の分子機構 / からし油配糖体（グルコシノレート） / 根食昆虫 / 植物の防御応答 / 地上部と地下部の連携 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は防御機構を備えているが、防御にはコストがかかるので、防御強度の増加は成長とトレードオフの関係にある。このため、多様な生物による様々な部位への攻撃に対して、どのように植物が対処しているか理解する必要がある。研究代表者は、地上部の茎や地下部の主根といった植物体の中心で、昆虫に対する恒常防御強度や、食害後の誘導防御応答が高いことを明らかにした。昆虫の食害に対し、病原菌に防御効果がある化学物質も誘導されたため、誘導防御はコストを抑え、多様な攻撃に対応するためのキー・レスポンスだと考えられる。そこで本研究では、誘導防御に際した地上部と地下部の連携に着目し誘導防御の分子機構と機能性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
最適防御理論は、植物は最も価値の高く、攻撃に対して最も脆弱である器官に最も多くの資源が投入されると予測している。アブラナ科の植物では、根が食害されると、地下部で最も価値の高い器官である主根にグルコシノレート（GSL）が蓄積される。GSLの蓄積は、食害に応答した局所的な生合成と、他の器官からの輸送により生じていると考えられるが、それらがどの程度貢献しているかは明らかでない。本研究では、Brassica rapaのGSL誘導において、輸送と生合成の動態を調べる実験を行った。自然災害やコロナ禍により研究が制約されたため、GSL誘導の分子メカニズムを包括的に理解するには、より詳細な実験も必要である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
陸上植物は、天敵に攻撃されても移動して逃げることができません。しかし、植物は様々な部位を天敵に攻撃される可能性があり、それに対抗する必要があります。植物の対抗手段の一つに、化学防御物質があります。この防御にはコストがかかるため、植物は攻撃された時にのみ防御物質の濃度を高くする誘導防御応答を取ります。いつ・どこで生じるか分からない攻撃に対する植物の柔軟な対応策が誘導防御で、多様な生物から植物が身を守る術と考えられてきました。本研究では、この誘導防御の分子メカニズムの理解を目指しました。植物自身が備える防御機構を理解することにより、農薬使用を減らした作物生産への応用も可能になると考えています。
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