| 研究課題/領域番号 |
16K07718
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
石原 亨 鳥取大学, 農学部, 教授 (80281103)
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| 研究分担者 |
寺石 政義 京都大学, 農学研究科, 講師 (80378819)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | イネ / 二次代謝 / ファイトアレキシン / フェニルアミド |
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| 研究実績の概要 |
イネは、病原菌感染に応答して、ファイトアレキシンを含む様々な二次代謝産物を蓄積する。本研究では、イネの種内における、このような誘導性二次代謝産物の多様性を解明することを目的の一つとしている。
これまでに誘導性二次代謝産物の中で、セロトニン、サクラネチン、ナリンゲニン、および、フェニルアミド類の標品を入手しているため、それ以外のテルペノイド系のファイトアレキシンの単離を行った。紫外線を照射したイネの植物体から、モミラクトンA、BおよびオリザレキシンAを単離することができた。
また、フェニルアミド類については、化学合成によって調製した２５種の化合物を用いて、イネ白葉枯病菌とイネごま葉枯病菌に対する抗菌活性を調べた。イネ白葉枯病菌に対しては、安息香酸、あるいは桂皮酸を構成要素とするフェニルアミドの中に比較的強い抗菌活性を示すものが存在した。しかし、イネごま葉枯病菌に強い活性を示す化合物は無かった。したがって、フェニルアミドの中でも役割が異なっていること、また、フェニルアミドはイネごま葉枯病菌に対する防御にはあまり役立っていないことなどが推定された。
さらに、インディカ種のカサラースとジャポニカ種の日本晴を用いてジャスモン酸処理に応答して蓄積してくるフェニルアミド類の組成の違いについて調べた。いくつかのフェニルアミド類の蓄積量が大きく異なっており、フェニルアミドの蓄積には種内変異が存在することがわかった。
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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
初年度に行う予定であった、イネのファイトアレキシンの標品の調製については、紫外線を照射したイネの植物体から３種の化合物を単離することに成功した。主要なファイトアレキシンでは、ファイトカサン類の単離を残すのみとなり、標品の調製は終了に近づいている。
また、個々の化合物の機能を推定する上で重要な抗菌活性については、化学合成によって調製した２５種のフェニルアミド類について、細菌と糸状菌の両方の病原菌を用いて測定することができた。その結果から、フェニルアミド類はイネごま葉枯病菌に対しては活性がないことがわかった。また、白葉枯病菌には、一部のフェニルアミドが強い活性を示した。このことから、フェニルアミドの中でも機能分化が生じているものと考えられた。
さらに、イネのインディカ種を代表する品種であるカサラースとジャポニカ種を代表する日本晴においてフェニルアミドの蓄積に違いが認められた。この結果は、イネの種内にフェニルアミドの蓄積についてのナチュラルバリエーションが存在することを示す結果である。
このように、当初の計画にそって、研究が進捗するとともに、新たな事実も発見されていることから、概ね研究は順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
標準化合物の調製においては、ファイトカサンの調製が残された大きな課題である。紫外線を照射したイネからは、ファイトカサンを十分量調製できない可能があるため、病原菌の接種やジャスモン酸処理などを行い、ファイトカサンの効率的な誘導を試みる。
種内変異の存在が先行して見出されてきたフェニルアミド類については、カサラースと日本晴から作出された組換え自殖系統を用いた遺伝子の探索に研究を進める。加えて、ワールドライスコアコレクションを用いた種内変異の探索も並行して行う。大きな違いが認められた系統間での耐病性の違いについても評価する計画である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ファイトアレキシンの標品としてファイトカサンの精製を予定していたが、紫外線の照射によって誘導することができなかった。そのため、ファイトカサン類の単離・精製に必要なシリカゲルや有機溶媒などについての費用を使用しなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
昨年度精製できなかったファイトカサン類を紫外線照射以外の、病原菌の接種やジャスモン酸処理といった方法で誘導し、化合物の精製を行う。そのため、昨年購入しなかったシリカゲルや有機溶媒など必要な消耗品を今年度以降に購入する予定である。
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