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Integrated analysis of mineral ion dynamics in rice crop exposed to acute herbivory stress

研究課題

研究課題/領域番号 21H02196
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
研究機関岡山大学

研究代表者

Ivan Galis  岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (90360502)

研究分担者 網干 貴子  山形大学, 農学部, 准教授 (20746705)
三谷 奈見季  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40581020)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードMineral / Herbivory / Defense / mineral / herbivory / defense
研究開始時の研究の概要

Up to one fifth of crop yield is annually lost due to herbivore-associated damage. It is hypothesized that the accessibility of mineral resources is providing a key foundation for plant defense systems, however, molecular mechanisms of herbivory damage-induced nutritional mobilization in plants remain poorly understood. Here we use rice (Oryza sativa) to gain a comprehensive knowledge of nutritional and mineral changes associated with innate responses of rice to herbivory, and subsequently design novel methods to control them for optimized performance of rice defense systems.

研究成果の概要

本研究はミネラルを、植物の成長における重要な成分という認識から、植食性昆虫の攻撃を含む生物的ストレスに対しても不可欠な要素として認知するとういうパラダイムシフトを起こすことを目的としている。我々は特にイネの防御機構におけるケイ素(Si)の役割について注目し、ケイ素が咀嚼性植食性昆虫に対する物理的な防御を調節することを示した。加えてケイ素は、様々な一次代謝産物や二次代謝産物の蓄積を含む、イネの防御関連代謝に大きな影響を示した。さらに我々は、ストレスを受けた植物が窒素を利用することを想定し、防御の促進におけるニッケル(Ni)の重要性を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Minerals elements play important role in plant growth and subsequently yield of crops, including rice. However, part of the yield is annually lost due to pest damage. Our research results propose novel ways for increasing the crop resistance by supplementation and optimal use of mineral elements.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Comparative analysis of sorghum (C4) and rice (C3) plant headspace volatiles induced by artificial herbivory2023

    • 著者名/発表者名
      Osinde Cyprian、Sobhy Islam S.、Wari David、Dinh Son Truong、Hojo Yuko、Osibe Dandy A.、Shinya Tomonori、Tugume Arthur K.、Nsubuga Anthony M.、Galis Ivan
    • 雑誌名

      Plant Signal. Behav

      巻: 18 号: 1 ページ: 2243064-2243064

    • DOI

      10.1080/15592324.2023.2243064

    • 関連する報告書
      2023 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] Identification of quantitative trait loci associated with sorghum susceptibility to Asian stem borer damage.2023

    • 著者名/発表者名
      Osinde C, Sakamoto W, Kajiya-Kanegae H, Sobhy IS; Tugume AK, Nsubuga AM, Galis I
    • 雑誌名

      Journal of Plant Interactions

      巻: 18 号: 1 ページ: 2153182-2153182

    • DOI

      10.1080/17429145.2022.2153182

    • 関連する報告書
      2023 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] Glucosylation prevents autotoxicity of stress inducible DOPA in maize seedlings2023

    • 著者名/発表者名
      Aboshi Takako、Ittou Kohei、Galis Ivan、Shinya Tomonori、Murayama Tetsuya
    • 雑誌名

      Plant Growth Regulation

      巻: 101 号: 1 ページ: 159-167

    • DOI

      10.1007/s10725-023-01009-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated view of plant metabolic defense with particular focus on chewing herbivores2022

    • 著者名/発表者名
      Wari David、Aboshi Takako、Shinya Tomonori、Galis Ivan
    • 雑誌名

      Journal of Integrative Plant Biology

      巻: 64 号: 2 ページ: 449-475

    • DOI

      10.1111/jipb.13204

    • 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
  • [学会発表] Indirect defense in rice: role of silicon in rice volatile production under herbivory stress2024

    • 著者名/発表者名
      Osibe, D. A., Hojo, Y., Shinya, T., Galis, I.
    • 学会等名
      第65 回日本植物生理学会年会, Kobe
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A path for the use of natural products in plant protection against insect herbivores2023

    • 著者名/発表者名
      Galis, I.
    • 学会等名
      3rd International Conference On Tropical Agrifood, Feed & Fuel (ICTAFF) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid silicon distribution and defense in rice exposed to herbivory stress2023

    • 著者名/発表者名
      Osibe, D.A., Hojo, Y., Shinya, T. and Galis, I.
    • 学会等名
      The 64th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists. Sendai
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Lessons from rice defense against herbivores: What really matters?2023

    • 著者名/発表者名
      Galis, I.
    • 学会等名
      38th IPSR International Symposium and 14th Symposium on Plant Stress Sciences, Okayama, Kurashiki
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of nitrogen metabolites in rice due to feeding damage2023

    • 著者名/発表者名
      Ono, K., Murayama, T., Aboshi T.
    • 学会等名
      The 2023 Annual Meeting of the Japanese Society for Bioscience, Biotechnology and Agrochemistry (JSBBA), Hiroshima
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Si in rice: a long journey from uptake to deposition2023

    • 著者名/発表者名
      Mitani-Ueno, N.
    • 学会等名
      38th IPSR International Symposium and 14th Symposium on Plant Stress Sciences, Okayama, Kurashiki
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Systemic defense against herbivores in rice: Not really the case2022

    • 著者名/発表者名
      Galis, I., Kuwabara, T., Hojo, Y., Wari, D. and Shinya, T.
    • 学会等名
      3rd ISCE-APACE Joint Meeting, Kuala Lumpur, Malaysia (Online)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of silicification and the role of silicon in rice defense against chewing and sucking herbivores2022

    • 著者名/発表者名
      Osibe, D.A., Hojo, Y., Shinya, T. and Galis, I.
    • 学会等名
      3rd ISCE-APACE Joint Meeting, Kuala Lumpur, Malaysia (Online)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jasmonate-mediated systemic defense in rice leaf2022

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kuwabara, Yuko Hojo, Tomonori Shinya, Ivan Galis
    • 学会等名
      63rd Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SIET4 is required for cell-specific deposition of Si in rice2022

    • 著者名/発表者名
      Namiki Mitani-Ueno, Naoki Yamaji, Yuuma Yoshioka, Takaaki Miyaji, Jian Feng Ma
    • 学会等名
      63rd Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DOPA glycoside accumulation is induced by herbivory in maize2022

    • 著者名/発表者名
      Takako Aboshi, Kouhei Ittou, Ivan Galis, Tomonori Shinya, Tetsuya Murayama
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of the Pesticide Science Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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