| 研究課題/領域番号 |
15K07294
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
吉田 理一郎 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (70301786)
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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 | 植物間相互作用 / シグナル伝達 / ジャスモン酸 / 傷害ストレス / 高温ストレス |
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| 研究実績の概要 |
平成２７年度は、バジルを介したトマトのストレス応答におけるプライミング誘導機構の解明とシグナル伝達物質の探索を中心に研究を進めた。
バジルとの混植は、傷害によるJA誘導性遺伝子PI2の発現を強く促すプライミング効果を誘導するが、JA合成に関与する酵素遺伝子LoxDおよびJA応答性転写因子MYC2の発現に関してはそのような効果は認められなかった。傷害ストレス応答におけるプライミング効果においてジャスモン酸（JA）の関与を明らかにするため、JA非感受性変異体であるjai1-1を用いた解析を行った。その結果、傷害応答におけるプライミング効果に関してJAが中心的な役割を果たしていることが明らかとされた。興味深いことにjai1-1では傷害応答性遺伝子だけではなく、JA合成系遺伝子LoxDの発現も強く抑制されることが明らかとされた。
プライミング効果がバジルの地上部に起因することから、バジルの葉から得られた精油を用いて解析を行った。ここでは、１）精油を水で1000倍希釈した液を直接トマト植物体にスプレーする、２）密封した容器内にトマト植物体を入れ、その中に精油成分を拡散する２つの方法を用い植物体を処理した後、傷害ストレスを付与した。その結果、両処理においてバジルとの混植と同様な傷害応答におけるプライミング効果を誘導することが明らかとされた。
高温ストレス応答に関してはトマトの花芽に注目した。バジルとの混植が開花前のトマト花芽におけるヒートショックタンパク質遺伝子HSP70の高温（42℃）による発現に関してもプライミング効果を誘導することを確認した。花芽発達の各ステージにおけるHSP70遺伝子の高温による発現を調査したところ、開花前の初期のステージで高温感受性が高いことが確認された。また、このステージではJA合成系遺伝子の発現が高いことも確認した。
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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
当初目的としていたタンパク質の解析（MAPKの活性）は実施できなかったが、それ以外に関しては若干方向性が変わった側面があるものの、ほぼ目的を達したと思われる。今年度の成果から次年度の目標が明確化されたとみている。また、当初の計画には無かったが、傷害応答においてキーとなるMYC2転写因子遺伝子を過剰発現させた形質転換トマトの作出を試みている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度得られた成果をベースに、１）バジルによるプライミング誘導機構の分子メカニズムの解明、２）プライミング効果を誘導するバジル成分の同定、３）花芽形成時における高温ストレス応答 の３つの課題に着目する。
１）については、JAの生成量、JA感受性のどちらかが傷害応答における遺伝子発現のプライミングに関与すると考えている。そこで、実際に傷害ストレス後に発生するJAを定量する予定である。JA量に変化がない場合は、JAに対する感受性の変化に起因することが予想される。その場合には、JA感受性のキーとなるMYC2転写因子についてそのタンパク質の安定性の変動等を形質転換体を用いて解析する。
２）については、バジル精油中に含まれる数種の揮発性成分についてプライミング誘導効果の有無を検討する。この研究は現在進行中であり、候補となりうる成分を把握している。また、無傷および有傷のバジルにおいて傷害におけるプライミング効果の差異を検討する。同じシソ科のタイムにも、傷害応答におけるプライミング効果を確認している。タイム精油中に含まれる揮発性成分に関しても検討を図りたい。
３）については、HSP70発現のプライミング効果とJAとの関連性について検討する。具体的にはJA合成の阻害剤を前処理することにより、次に付与する熱ストレスに対してHSP70の発現誘導にどのような影響があるかを検討する。また、逆にHSP70の特異的阻害剤を用い、JA合成系遺伝子の発現変動を確かめる。また、オーキシンとの関連性についても遺伝子発現および特異的阻害剤等により検討する。これらの結果より、バジルによるHSP70発現のプライミング効果に関してそのメカニズム解明の足掛かりを得たい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度得られた研究成果を学会で発表する予定であり、その旅費にかかる経費を確保するため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は学会等の研究発表を積極的に行う予定であり、そのための旅費に使用する予定である。また、他大学との研究および情報交換にも使用したい。
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