| 研究課題/領域番号 |
21K05598
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39040:植物保護科学関連
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| 研究機関 | 香川大学 |
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研究代表者 |
加藤 尚 香川大学, 農学部, 教授 (50222196)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | モミラクトン / アレロパシー / イネ / 環境配慮型農業 / イヌビエ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は，イネが根からアレロパシー物質モミラクトンを分泌していることを発見し，モミラクトン欠損変異体イネの研究等から，モミラクトンはイネの主要なアレロパシー物質であることを明らかにした．また，イヌビエの根分泌物を与えるとイネのアレロパシー活性が約４倍増加することを見いだした．本研究では，イヌビエの根分泌物のなかからイネのアレロパシー活性を増加させる主成分（物質Ｘ）を単離同定し，物質Ｘによるイネのアレロパシー活性の増加の仕組みを解明する．物質Ｘが明らかになれば，物質Ｘを応用利用することで，イネのアレロパシー活性を増大させることができ，除草剤の使用を減らせる環境配慮型のイネ栽培方法が開発できる.
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| 研究実績の概要 |
我々は，イネは根からアレロパシー物質モミラクトンを分泌していることを発見し，モミラクトン欠損変異体イネの研究等から，モミラクトンはイネの主要なアレロパシー物質であることを明らかにした．また，イヌビエはイネ栽培の主要雑草であるが，イヌビエの根分泌物をイネに与えるとイネのアレロパシー活性が約４倍増加することを見いだした．本研究では，イヌビエの根分泌物のなかでイネのアレロパシー活性を増加させる主成分（物質Ｘ）を明らかにし，その増加の仕組みを解明することである．当該年度は，イヌビエ根分泌物に含まれイネのアレロパシーを増加させる主成分（物質Ｘ）を構造解析のための必要量を分離精製する．そのため，イヌビエを無菌的に水耕栽培し，水耕栽培液を十分量集めた．水耕栽培液はハイポーラスポリマーで濃縮し，その後シリカゲルクロマトグラフィー，セファデックスLH-20クロマトグラフィー，C18カーボンカートリッジで順次分離した．それらの各分離段階では，すべての分離画分のイネのアレロパシー誘導活性を測定し，アレロパシー誘導活性のあった画分を次のクロマトグラフィーに供することで物質Ｘの分離精製を行った．なお，アレロパシー誘導活性は，分離画分をイネ芽生えに与えて，イネのアレロパシー活性を測定することで決定した．その結果，イヌビエ根分泌物に含まれイネのアレロパシーを誘導する主成分（物質Ｘ）を構造解析に必要な量を集めることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度の目的は，イヌビエ根分泌物に含まれイネのアレロパシーを誘導する主成分（物質Ｘ）の分離精製を行い，その化学構造を明らかにすることである．イヌビエ根分泌物を含むイヌビエ水耕栽培液を十分量集め，その水耕栽培液を各種のクロマトグラフィーで順次分離した．物質Ｘを確実に分離するために，各クロマトグラフィーでの分離後，すべての分離画分のアレロパシー誘導活性を測定し，アレロパシー誘導活性のあった画分を次のクロマトグラフィーに供することで物質Ｘの分離精製を行った．その結果，物質Ｘは構造解析に必要な量を集めることができた．現在物質について機器分析を行い構造解析を行っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
イヌビエ根分泌物に含まれイネのアレロパシーを誘導する主成分（物質Ｘ）を構造解析に必要な量を集めることができたので，質量分析，H-NMR，C-NMRのスペクトルデータ等をもとに構造を決定する．また今後，物質Ｘによるイネのアレロパシー活性の誘導がモミラクトンの分泌量の増加で説明できるのかどうかを検証する予定である．そのため，物質Ｘをイネ（コシヒカリ）芽生えに投与して，モミラクトンの生合成と根からの分泌量を測定することで，物質Ｘによるイネのアレロパシー活性の増加が，モミラクトンの分泌量の増加で説明できるかどうかを検証する．さらに，モミラクトン欠損変異体イネ（cps4, ksl4）は，モミラクトン生合成能力を失っているが，物質Ｘをこれらのイネに与えてアレロパシー活性の変動の有無を観察する．イヌビエの根分泌物をイネに与えるとイネ（コシヒカリ）のアレロパシー活性が増加するが，これらのモミラクトン欠損変異体イネでアレロパシー活性の変動がなければ，物質Ｘによるイネのアレロパシーの増加にモミラクトンの生合成が重要な役割を持っていることが証明できる．
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