| 研究課題/領域番号 |
15H04464
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業生物資源研究所 |
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研究代表者 |
今野 浩太郎 国立研究開発法人農業生物資源研究所, 加害・耐虫機構研究ユニット, 主任研究員 (00355744)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | シュウ酸カルシウム針状結晶 / 相乗的耐虫効果 |
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| 研究実績の概要 |
ヤマノイモ・ヤブガラシ・ノブドウ・ヤマブドウそれぞれの抽出液（針状結晶を除いたもの）とシュウ酸カルシウムの針状結晶の間に顕著な相乗的成長阻害作用検出した（ヒマ葉にこれら2因子を同時塗布したものを摂食させたエリサンの成長は顕著に遅かった）。同じ量のシュウ酸カルシウム針状結晶単独あるいは抽出液単独では成長阻害作用は成長阻害作用は認められないか非常に弱かった。この結果は、今回調べたシュウ酸カルシウム針状結晶を含むヤマノイモ・ヤブガラシ・ノブドウ・ヤマブドウのいずれにおいてもシュウ酸カルシウム針状結晶と何らかの耐虫性物質の相乗的耐虫効果の現象の存在を示している。シュウ酸カルシウム針状結晶と相乗的対虫効果を示す物質の特定を行うため、ヤマノイモの抽出液をNative PAGE電気泳動しゲルの各部位からタンパク質を抽出して画分とし、各画分の耐虫活性のバイオアッセイを行ったところ、シュウ酸カルシウム針状結晶と相乗的に耐虫活性を示す画分を特定できた。今後この画分の活性成分の生化学的分析を行う。
また、生葉におけるバイオアッセイにおいても、エリサンは寄主でない多くの植物を食べるのにもかかわらず、エビヅル、ブドウ、ノブドウ、ヤマブドウ、ヤマノイモ、オニドコロ、サトイモ、ポトス、シンゴニウム、ディフェンバキア、キウイフルーツ、ツユクサなど針状結晶を含む植物はほとんど食べなかった。特にこの効果はポトス、シンゴニウム、オニドコロ、アジサイなどで顕著で、ポトス等を食べたエリサン幼虫は最初の１５秒ほどは勢い良く葉を食べても、突如として摂食を停止し、大あごを開閉しながら、頭部を持ち上げて左右に振り続ける顕著な拒否行動を示した。これは、ヒマの葉に針状結晶のみを塗布した場合には決して見られない行動であり、これら植物に含まれる物質と針状結晶の相乗的効果が関与している可能性が示唆された。今後解明する必要がある。
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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
我々はこれまでキウイフルーツにおいてシュウ酸カルシウム針状結晶とプロテアーゼが顕著な相乗的耐虫効果を示すことを発見していたが、本課題ではシュウ酸カルシウムを含む植物においてシュウ酸カルシウム針状結晶と他の耐虫物質（因子）が相乗的耐虫効果を示すことが一般的であるかという命題に答えることが主要な目的のひとつであった。この命題に関しては、（まだ具体的なメカニズムは不明でこれからの研究が必要であるが、）生物活性としてはヤマノイモ科やブドウ科植物においては相乗的耐虫効果の一般性を示唆する結果が得られた。また、シュウ酸カルシウム針状結晶を含有するサトイモ科、ヤマノイモ科、アジサイ科植物で観察された、昆虫に顕著な摂食拒否行動を起こさせる活性も新しい現象であり、今後物質的なメカニズムの解明が必要なものの新たな現象に発見として価値がある。以上のように本年度の結果はまだ初歩的なものであるが、今後発展が見込める新たな現象の発見として大いに価値がある、このことから、本年度の成果はおおむね順調と言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、以下のことの解明を行う。
①、シュウ酸カルシウム針状結晶と耐虫因子の相乗的耐虫効果（成長遅延効果）が認められたヤマノイモ科植物やブドウ科植物について、これらの植物の抽出液からシュウ酸カルシウム針状結晶と相乗効果を示す耐虫性因子を精製あるいは特定をする。ヤマノイモ科植物およびブドウ科植物ではともに高活性のキチナーゼが葉に存在することが知られていること、およびバクテリアのキチナーゼとシュウ酸カルシウム針状結晶が顕著な相乗的耐虫効果を示すことを我々が予備実験から突き止めていることなどから、キチナーゼの関与の蓋然性が高いため、キチナーゼに注目しながら研究を進めていく。
②サトイモ科植物などで観察された顕著な摂食拒否行動は、人間がある種のサトイモ科植物を食べたときに感じる強い痛みなどとも関連がある可能性があるため、神経伝達物質や痛み物質とシュウ酸カルシウム針状結晶との相乗的耐虫効果の可能性などを考慮しながら今後は研究を進めていく予定である。
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