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ジャスモン酸蓄積を活性化する新規病虫害抵抗性誘導化合物の創成と作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H02990
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

朽津 和幸  東京理科大学, 創域理工学部生命生物科学科, 教授 (50211884)

研究分担者 倉持 幸司  東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (90408708)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード抵抗性誘導剤 / 植物免疫 / ジャスモン酸 / サリチル酸 / 構造活性相関 / 病虫害耐性 / 作用機構 / エチレン / 灰色カビ病菌 / 殺生菌 / フェニルプロパノイド / 耐病性 / シロイヌナズナ
研究開始時の研究の概要

植物は、病原体の感染、害虫等の食害、傷等に応答して自分の身を守る免疫機構を発達させており、その過程には、植物ホルモンであるジャスモン酸類が関与しています。研究代表者らは、植物の免疫機構を活性化する化合物を選抜する実験系を構築し、植物体内のジャスモン酸の蓄積を高めるという、新規な活性を持つ化合物を発見しました。そこで本研究では、有機化学研究者と連携して関連する化合物を新たに合成し、化合物の構造と活性との相関や化合物の作用機構を明らかにすることを目指します。こうした研究を通して、植物の免疫機構の解明と、新たな植物免疫活性化剤の開発を目指します。

研究成果の概要

シロイヌナズナ幼植物体に処理すると, 一般に拮抗的に作用すると考えられているジャスモン酸(JA)・サリチル酸(SA)の双方の蓄積を誘導し, 下流遺伝子の発現を亢進する化合物を見出した. 時系列トランスクリプトーム解析の結果,JA 経路, SA 経路に加えて, 初期からストレス応答関連遺伝子の発現の遺伝子の発現が誘導されることが明らかとなった. 構造類縁体を系統的に合成し, 構造活性相関解析を進め、標的因子の探索を試みた. シロイヌナズナの成熟個体に経根処理すると, JA マーカー遺伝子の発現が誘導され, 灰色カビ病菌に対する抵抗性が強化された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物ホルモンであるジャスモン酸(JA)・サリチル酸(SA)は、一般に拮抗的に作用すると考えられているが、双方の蓄積を誘導し双方の経路を活性化する化合物を発見した。植物の病虫害抵抗性誘導剤、特化代謝促進剤などのリード化合物や、植物免疫系研究のツールなど、多様な応用の可能性が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Detection of NO3- introduced in plasma-irradiated dry lettuce seeds using liquid chromatography-electrospray ionization quantum mass spectrometry (LC-ESI QMS)2022

    • 著者名/発表者名
      Okumura Takamasa、Attri Pankaj、Kamataki Kunihiro、Yamashita Naoto、Tsukada Yuichi、Itagaki Naho、Shiratani Masaharu、Ishibashi Yushi、Kuchitsu Kazuyuki、Koga Kazunori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 12525-12525

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16641-1

    • 関連する報告書
      2022 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] Quantitative Analysis for ROS-Producing Activity and Regulation of Plant NADPH Oxidases in HEK293T Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kimura Sachie、Kaya Hidetaka、Hashimoto Kenji、Wrzaczek Michael、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2526 ページ: 107-122

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2469-2_8

    • ISBN
      9781071624685, 9781071624692
    • 関連する報告書
      2022 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] Regulation of PaRBOH1-mediated ROS production in Norway spruce by Ca2+ binding and phosphorylation2022

    • 著者名/発表者名
      Nickolov Kaloian、Gauthier Adrien、Hashimoto Kenji、Laitinen Teresa、Vaisanen Enni、Paasela Tanja、Soliymani Rabah、Kurusu Takamitsu、Himanen Kristiina、Blokhina Olga、Fagerstedt Kurt V.、Jokipii-Lukkari Soile、Tuominen Hannele、Haggman Hely、Wingsle Gunnar、Teeri Teemu H.、Kuchitsu Kazuyuki、Karkonen Anna
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 978586-978586

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.978586

    • 関連する報告書
      2022 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] Interactions between pH, reactive species, and cells in plasma-activated water can remove algae2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Mizoi, Vicente Rodrテュguez-Gonzテ。lez, Mao Sasaki, Shoki Suzuki, Kaede Honda, Naoya Ishida, Norihiro Suzuki, Kazuyuki Kuchitsu, Takeshi Kondo, Makoto Yuasa, Akira Fujishima, Katsuya Teshima, Chiaki Terashima
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 12 号: 13 ページ: 7626-34

    • DOI

      10.1039/d1ra07774k

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafine bubble water mitigates plant growth in damaged soil2021

    • 著者名/発表者名
      Mineyuki Yokoyama, Takatoshi Yamashita, Rumi Kaida, Shigemi Seo, Kazuhiro Tanaka, Sadao Abe, Masataka Nakano, Yoshiharu Fujii, Kazuyuki Kuchitsu
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 12 ページ: 2466-2475

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab169

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional nitrogen science based on plasma processing: quantum devices, photocatalysts and activation of plant defense and immune systems2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Toshiro、Kato Hiromitsu、Yamada Hideaki、Yamamoto Muneaki、Yoshida Tomoko、Attri Pankaj、Koga Kazunori、Murakami Tomoyuki、Kuchitsu Kazuyuki、Ando Sugihiro、Nishikawa Yasuhiro、Tomita Kentaro、Ono Ryo、Ito Tsuyohito、Ito Atsushi M.、Eriguchi Koji、Nozaki Tomohiro、Tsutsumi Takayoshi、Ishikawa Kenji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SA ページ: SA0805-SA0805

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac25dc

    • 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] Functional Analyses of the Two Distinctive Types of Two-Pore Channels (TPCs) and the Slow Vacuolar Channel in Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hashimoto, Mateusz Koselski, Shoko Tsuboyama, Halina Dziubinska, Kazimierz Trト冀acz, Kazuyuki Kuchitsu
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 63(2) 号: 2 ページ: 163-175

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab176

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrastructural characterization of microlipophagy induced by the interaction of vacuoles and lipid bodies around generative and sperm cells in Arabidopsis pollen.2021

    • 著者名/発表者名
      K. Akita, T. Takagi, K. Kobayashi, K. Kuchitsu, T. Kuroiwa, N. Nagata
    • 雑誌名

      Protoplasma

      巻: 258 号: 1 ページ: 129-138

    • DOI

      10.1007/s00709-020-01557-2

    • 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] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (4th edition)12021

    • 著者名/発表者名
      Daniel J Klionsky、Shu Aizawa、Amal Kamal Abdel-Aziz、Sara Abdelfatah、Mahmoud Abdellatif、Asghar Abdoli、Steffen Abel、Hagai Abeliovich、Marie H Abildgaard、Yakubu Princely Abudu、Abraham Acevedo-Arozena、Iannis E Adamopoulos、Khosrow Adeli、Timon E Adolph、Annagrazia Adornetto、Elma Aflaki、Galila Agam et al.
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 17 号: 1 ページ: 1-382

    • DOI

      10.1080/15548627.2020.1797280

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] An efficient direct screening system for microorganisms that activate plant immune responses based on plant窶杜icrobe interactions using cultured plant cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa M, Nakano M, Kitahata N, Kuchitsu K, Furuya T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 4 ページ: 7396-7396

    • DOI

      10.3390/plants10040647

    • 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] Impact of Autophagy on Gene Expression and Tapetal Programmed Cell Death During Pollen Development in Rice2020

    • 著者名/発表者名
      Hanamata Shigeru、Sawada Jumpei、Ono Seijiro、Ogawa Kazunori、Fukunaga Togo、Nonomura Ken-Ichi、Kimura Seisuke、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 172-172

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00172

    • 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] Plasma Treatment Effect on the Paramagnetic Species of Barley Seed Radical's Intensity: An EPR study2020

    • 著者名/発表者名
      Attri Pankaj、Teruki Anan、Arita Ryo、Okumura Takamasa、Tanaka Hayate、Yamashita Daisuke、Matsuo Kayo、Itagaki Naho、Kamataki Kunihiro、Koga Kazunori、Shiratani Masaharu、Kuchitsu Kazuyuki、Ishibashi Yushi
    • 雑誌名

      Plasma Medicine

      巻: - 号: 3 ページ: 159-168

    • DOI

      10.1615/plasmamed.2020036353

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell Cycle-Dependence of Autophagic Activity and Inhibition of Autophagosome Formation at M Phase in Tobacco BY-2 Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Hanamata Shigeru、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 23 ページ: 9166-9166

    • DOI

      10.3390/ijms21239166

    • 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] Monitoring autophagy in rice tapetal cells during pollen maturation2019

    • 著者名/発表者名
      Hanamata S., Sawada J., Toh B., Ono S., Ogawa K., Fukunaga T., Nonomura KI., Kurusu T., Kuchitsu K.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 36 号: 2 ページ: 99-105

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.19.0417a

    • NAID

      130007672670

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2019-06-25
    • 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
  • [学会発表] ジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する新規化合物の構造活性相関と標的因子の解析2023

    • 著者名/発表者名
      朽津和幸,舟橋汰樹,並木健太郎,北畑信隆,斉藤優歩,中野正貴,橋本研志,浅見忠男,木村成介,男澤翔矢,根本健司,粟野眞妃,倉持幸司 坪山祥子、奥村賢直、古閑一憲、白谷正治
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会・東北大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸双方の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      並木 健太郎, 神代 遥 , 遠矢 龍平, 小川 瑞貴, 小川 聡太, 北畑 信隆 , 斉藤 優歩, 中野 正貴, 舟橋 汰樹, 橋本 研志, 倉持 幸司, 浅見 忠男, 安部 洋, 高橋史憲,木村 成介, 朽津 和幸
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会・東北大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物のジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する抵抗性誘導候補化合物の構造活性相関・作用機序の解析と灰色カビ病菌に対する効果2023

    • 著者名/発表者名
      小川 聡太, 並木 健太郎, 舟橋 汰樹, 遠矢 龍平, 神代 遥, 小川 瑞貴,粟野 眞妃,北畑 信隆, 斉藤 優歩, 中野 正貴, 橋本 研志, 倉持 幸司, 安部 洋, 浅見 忠男, 木村 成介, 朽津 和幸
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物のジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する化合物の抵抗性誘導効果と作用機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      小川 瑞貴, 並木 健太郎, 舟橋 汰樹, 遠矢 龍平, 神代 遥, 小川 聡太, 松本 史織, 前田 健太郎, 北畑 信隆, 斉藤 優歩, 中野 正貴, 橋本 研志, 倉持 幸司, 阿部 洋, 浅見 忠男, 木村 成介, 朽津 和幸
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      並木 健太郎,北畑 信隆,斉藤 優歩,中野 正貴,西田 えり佳,舟橋 汰樹,遠矢 龍平,松本 史織,前田 健太郎,橋本 研志,倉持 幸司,安部 洋,浅見 忠男,木村 成介,朽津 和幸
    • 学会等名
      植物化学調節学会第57回福井大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 網羅的遺伝子発現解析による新規植物免疫活性化剤候補化合物 CY8 の作用機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      並木 健太郎,神代 遥,北畑 信隆,木村 成介,橋本 研志,朽津 和幸 「
    • 学会等名
      2022年度生物環境イノベーション研究部門公開シンポジウム 「生命の環境センシング技術の最前線」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの病虫害抵抗性に対する植物免疫活性化候補化合物 CY8 の効果の解析2022

    • 著者名/発表者名
      遠矢龍平,小川聡太,小川瑞貴,中野正貴,橋本研志,朽津和幸
    • 学会等名
      2022年度生物環境イノベーション研究部門公開シンポジウム 「生命の環境センシング技術の最前線」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規植物免疫活性化剤の構造活性相関と作用機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      舟橋汰樹、北畑信隆、中野正貴、橋本研志、朽津和幸
    • 学会等名
      2022年度生物環境イノベーション研究部門公開シンポジウム 「生命の環境センシング技術の最前線」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ROS and Ca2+-mediated regulation of development and stress responses in Marchantia polymorpha.2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kuchitsu
    • 学会等名
      Julius von Sachs Colloquium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸双方の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      松本 史織、並木 健太郎、遠矢 龍平、菊地 宏樹、前田 健太郎、西田 えり佳、北畑 信隆、斉藤 優歩、中野 正貴、舟橋 汰樹、中澤 裕、橋本 研志、倉持 幸司、安部 洋、高橋 史憲、浅見 忠男、木村 成介、朽津 和幸
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会 年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物にジャスモン酸・サリチル酸双方の蓄積を誘導する新規抵抗性誘導剤候補化合物の効果の解析2022

    • 著者名/発表者名
      遠矢 龍平、並木 健太郎、松本 史織、菊地 宏樹、前田 健太郎、西田 えり佳、北畑 信隆、斉藤 遊歩、中野 正貴、舟橋 汰樹、中澤 裕、橋本 研志、倉持 幸司、安部 洋、高橋 史憲、浅見 忠男、木村 成介、朽津 和幸
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸経路とサリチル酸経路の双方の活性化を誘導する新規化合物の作用機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      朽津 和幸、西田 えり佳、北畑 信隆、並木 健太郎、舟橋 汰樹、遠矢 龍平、松本 史織、菊池 宏樹、前田 健太郎、中澤 裕、斉藤 優歩、中野 正貴、倉持 幸司、安部 洋、高橋 史憲、橋本 研志
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会 ハイブリッド開催 東京都立大学南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する新規化合物の作用機構の解析, Characterization of novel compounds activating jasmonic acid- and salicylic acid-signaling pathways2021

    • 著者名/発表者名
      並木 健太郎, 北畑 信隆, 斉藤 優歩, 中野 正貴, 西田 えり佳, 舟橋 汰樹, 中澤 裕, 遠矢 龍平, 松本 史織, 菊地 宏樹, 前田 健太郎, 橋本 研志, 倉持 幸司, 安部 洋, 高橋 史憲, 浅見 忠男, 朽津 和幸
    • 学会等名
      植物化学調節学会第 56 回大会、会場:オンライン形態
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジャスモン酸の蓄積を亢進する新規植物免疫活性化候補化合物の効果の解析2021

    • 著者名/発表者名
      西田えり佳,舟橋汰樹,斉藤優歩,中野正貴,北畑信隆,中澤裕,並木健太郎,中島麻希,倉持幸司,安部 洋,高橋史憲,橋本研志,朽津和幸
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会、オンライン開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 植物にジャスモン酸の蓄積を誘導する新規抵抗性誘導剤候補化合物の効果の解析2021

    • 著者名/発表者名
      中澤 裕、舟橋汰樹、斉藤優歩、中野正貴、北畑信隆、西田えり佳、並木健太郎、中島麻希、倉持幸司、安部 洋、高橋史憲、橋本研志、朽津和幸
    • 学会等名
      令和3年度 日本植物病理学会大会、オンライン(web)上開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのトマト斑葉細菌病菌に対する耐病性を亢進する、及ひジャスモン酸の蓄積を更新する新規植物免疫活性化剤候補化合物群の作用機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      中野正貴,安江啓人,舟橋汰樹,山崎逸平,斉藤優歩,北畑信隆,石賀貴子,石賀康博,安部洋, 木村成介,諸橋賢吾,浅見忠男,朽津和幸
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会 大阪府吹田市 大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸の蓄積を誘導する化合物の発見と植物に対する作用の解析2020

    • 著者名/発表者名
      舟橋汰樹・斉藤優歩・北畑信隆・中野正貴・山﨑逸平・並木健太郎・中澤裕・西田えり佳・中島麻希・安部洋・橋本研志・倉持幸司・朽津和幸
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会  WEB開催(Zoom)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 食料・環境・エネルギー問題解決のヒントは、植物の生存システムに隠されている

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/sdgs/510

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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