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微生物と植物の細胞間相互作用に着目した植物免疫活性化微生物および化合物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K05812
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

古屋 俊樹  東京理科大学, 創域理工学部生命生物科学科, 准教授 (20367064)

研究分担者 朽津 和幸  東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード植物免疫活性化微生物 / 内生菌 / 微生物農薬 / 植物培養細胞 / 活性酸素種 / 細胞間相互作用 / アブラナ科植物 / 植物病原菌 / 植物免疫
研究開始時の研究の概要

本研究では、環境保全型農業の実現に向けて、微生物細胞と植物細胞の相互作用に着目した、植物の免疫を活性化する微生物の新しい評価法を開発し、免疫活性化剤として効果を発揮する新規植物内生菌および内生菌由来化合物の取得を目指す。植物は病原菌を受容すると活性酸素種(ROS)を生成し、ROSをシグナルとして自身の免疫系を作動させるが、本研究で開発する手法はこのROS生成を指標として植物の免疫系を活性化する微生物を探索するという画期的なものである。本研究により、内生菌と植物の相互作用について有用な知見を得るとともに、その成果は安全な農業生産とその増大への大きな寄与が期待される。

研究成果の概要

植物の免疫を活性化する微生物は、微生物農薬としての利用に期待が寄せられている。しかしながら、微生物の植物免疫活性化能を評価する簡便な手法がなく、当該微生物のスクリーニングに多くの時間と労力を要しているのが現状である。そこで本研究では、微生物と植物培養細胞の相互作用に着目した植物免疫活性化能の評価手法を開発した。さらに、コマツナとダイコンの内部から細菌を分離し、開発した評価手法に供した。その結果、一部の細菌は植物培養細胞の免疫応答を亢進し、実際にこれらの細菌を植物に接種することにより、植物に耐病性を付与できることを明らかにした。植物免疫活性化内生菌が有する植物免疫活性化成分についても解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物の植物免疫活性化能を評価することは一般に困難だが、本研究では植物培養細胞を利用した簡便な評価手法を開発することができた。この評価手法を利用して取得された細菌は、実際に植物に耐病性を付与できることも確認しており、微生物農薬の利用や普及に貢献できる技術であると考えている。また、植物免疫活性化内生菌が有する植物免疫活性化成分についても解析し、内生菌は属種により異なる植物免疫活性化機構を有していることが示唆された。これらの植物免疫活性化成分についても農業に応用できる可能性がある。

報告書

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

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Draft genome sequences of endophytic Pseudomonas strains, isolated from the interior of Brassicaceae plants2023

    • 著者名/発表者名
      Kaneko H, Furuya T
    • 雑誌名

      Microbiol. Resour. Announc.

      巻: 12 号: 4

    • DOI

      10.1128/mra.01337-22

    • 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
  • [雑誌論文] 植物免疫活性化内生菌の病害抵抗性亢進および二次代謝誘発への応用2022

    • 著者名/発表者名
      古屋俊樹
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 6 ページ: 536-539

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient direct screening system for microorganisms that activate plant immune responses based on plant-microbe 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

      Sci. Rep.

      巻: 11 号: 1 ページ: 7396-7396

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86560-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物の免疫システムを活性化する微生物の簡便なスクリーニング手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      古屋俊樹
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 47-50

    • NAID

      40022471305

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 植物の内部で生きる微生物-植物内生菌が植物の健康を支える-2020

    • 著者名/発表者名
      古屋俊樹
    • 雑誌名

      理大 科学フォーラム

      巻: 420 ページ: 14-17

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コマツナ内生菌Arthrobacter sp. BR2S-6株が細胞外に分泌する植物免疫活性化成分の解析2022

    • 著者名/発表者名
      篠原正賢、島脇遼、中島将博、橋本研志、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2022年度日本農芸化学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物免疫活性化内生菌Delftia sp. BR1R-2株の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤僚、橋本研志、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2023年度日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物の免疫を活性化するダイコン由来内生菌の探索と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      金子宏槻、宮田風眞、橋本研志、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2023年度日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] An efficient screening system for microorganisms that activate plant immune responses2021

    • 著者名/発表者名
      古屋俊樹
    • 学会等名
      Plant Microbiota Research Network (PMRN) 第1回オンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] コマツナ内生菌Delftia sp. BR1R-2株の植物免疫活性化成分の解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤僚、橋本研志、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイコンからの植物免疫活性化内生菌の探索2021

    • 著者名/発表者名
      金子宏槻、宮田風眞、黒川摩利、橋本研志、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] コマツナ内生菌Arthrobacter sp. BR2S-6 株の植物免疫を活性化する成分の解析2021

    • 著者名/発表者名
      島脇遼、黒川摩利、中野 正貴、中島 将博、朽津和幸、古屋俊樹
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] バイオスティミュラントハンドブック、第1編7章4節 植物の免疫システムを活性化する微生物の簡便な評価手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      古屋俊樹(共著)
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437695
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 植物の免疫システムを活性化する微生物の簡便なスクリーニング手法を開発

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/today/archive/20210414_3435.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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