植物細胞壁損傷の感知による植食性昆虫食害の認識機構

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05558
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 新屋 友規 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80514207)
• 研究分担者: 小竹 敬久 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20334146)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 植物-昆虫間相互作用 / 植物免疫 / 細胞壁 / イネ / 植食性昆虫 / 腸内細菌

研究実績の概要

植物を食害する植食性昆虫に対して効果的に植物免疫システムを活性化するうえで、植物の食害認識機構は重要な系のひとつである。植物の食害認識では「昆虫由来の分子」に加え、「食害にともない産生される分子」や「自己組織の損傷」を認識すると考えられているが、報告例が限られている。本年度は、植物の昆虫認識分子機構の解明に向けて、イネとクサシロキヨトウの相互作用に注目し、食害時の細胞壁損傷にともない産生するデンジャーシグナル糖鎖分子の解析を前年度に引き続き行うとともに、食害によって誘導される防御応答を制御する細胞内シグナル伝達システムの解析を行った。
デンジャーシグナル糖鎖分子の解析として、当該糖鎖が実際に吐き戻し液中に存在するのどうかを明らかにするため、質量分析を用いた測定を試みた。分析前処理条件を検討するとともにLC-MSによる分析条件を検討した。分析の結果、当該糖鎖と推定されるピークの候補を複数得た。今後、吐き戻し液を糖分解酵素で処理することで、候補ピークが当該糖鎖由来であるかどうかを確認していく。イネの食害応答の一つであるフェノールアミドの蓄積の制御機構の解析として植物ホルモンの関与を解析した。その結果、ジャスモン酸経路の関与が変異体を用いた解析から明らかになった。さらに、防御反応誘導能が知られているジャスモン酸やジャスモン酸イソロイシンをイネ培養細胞に処理したところ、フェノールアミド誘導が認められず、一方で、ジャスモン酸前駆体であるOPDAはフェノールアミドを誘導することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The rice wound-inducible transcription factor RERJ1 sharing same signal transduction pathway with OsMYC2 is necessary for defense response to herbivory and bacterial blight (2022)
  • 著者名/発表者名: Valea Ioana、Motegi Atsushi、Kawamura Naoko、Kawamoto Koichi、Miyao Akio、Ozawa Rika、Takabayashi Junji、Gomi Kenji、Nemoto Keiichirou、Nozawa Akira、Sawasaki Tatsuya、Shinya Tomonori、Galis Ivan、Miyamoto Koji、Nojiri Hideaki、Okada Kazunori
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11103-021-01186-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chitooligosaccharide elicitor and oxylipins synergistically elevate phytoalexin production in rice (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinya Tomonori、Miyamoto Koji、Uchida Kenichi、Hojo Yuko、Yumoto Emi、Okada Kazunori、Yamane Hisakazu、Galis Ivan
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11103-021-01217-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated view of plant metabolic defense with particular focus on chewing herbivores (2022)
  • 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 ページ: 449-475
  • DOI: 10.1111/jipb.13204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phytohormone‐dependent plant defense signaling orchestrated by oral bacteria of the herbivore <i>Spodoptera litura</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Yukiyo、Sumioka Hiroka、Takiguchi Mayu、Uemura Takuya、Kihara Yuka、Shinya Tomonori、Galis Ivan、Arimura Gen‐ichiro
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 231 ページ: 2029～2038
  • DOI: 10.1111/nph.17444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deciphering OPDA signaling components in the momilactone-producing moss Calohypnum plumiforme (2021)
  • 著者名/発表者名: Inagaki, H., Miyamoto, K., Ando, N., Murakami, K., Sugisawa, K., Morita, S., Yumoto, E., Teruya, M., Uchida, K., Kato, N., Kaji, T., Takaoka, Y., Hojo, Y., Shinya, T., Galis, I, Nozawa, A., Sawasaki, T., Nojiri, H., Ueda, U. and Okada, K.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 12 ページ: 688565
  • DOI: 10.3389/fpls.2021.688565
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Herbivore‐induced and constitutive volatiles are controlled by different oxylipin‐dependent mechanisms in rice (2021)
  • 著者名/発表者名: Mujiono Kadis、Tohi Tilisa、Sobhy Islam S.、Hojo Yuko、Shinya Tomonori、Galis Ivan
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 巻: 71 ページ: 6494-6511
  • DOI: 10.1111/pce.14126
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phytohormone elicitation in maize by oral secretions of specialist <i>Mythimna separata</i> and generalist <i>Spodoptera litura</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Morita Miki、Yamasaki Yukiyo、Shinya Tomonori、Galis Ivan、Arimura Gen-ichiro
  • 雑誌名: Journal of Plant Interactions 巻: 16 ページ: 587～590
  • DOI: 10.1080/17429145.2021.2006334
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 植物の自己損傷感知による昆虫食害認識機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規・小竹敬久・Galis Ivan
  • 学会等名: 日本農薬学会第47回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 食害されたトウモロコシにおけるDOPA配糖体の誘導 (2022)
  • 著者名/発表者名: 網干貴子・一刀皐平・Galis Ivan・新屋友規・村山哲也
  • 学会等名: 日本農薬学会第47回大会
• [学会発表] イネ葉におけるジャスモン酸を介したシステミックな防御応答 (2022)
  • 著者名/発表者名: 桑原大芽・北條優子・新屋友規・Galis Ivan
  • 学会等名: 第63回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Characterization of honeydew-associated microbes of brown planthoppers and their role in rice defense (2022)
  • 著者名/発表者名: Wari David・北條優子・谷明生・新屋友規・Galis Ivan
  • 学会等名: 第63回日本植物生理学会年会
• [学会発表] イネ複合病害抵抗性遺伝子BSR1は食害昆虫に対する防御応答にも関与する (2022)
  • 著者名/発表者名: 神田恭和・新屋友規・前田哲・Galis Ivan・鎌倉高志・森 昌樹
  • 学会等名: 令和4年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] 植物の昆虫食害認識機構から探る耐虫性作物作成への展望 (2021)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部 支部創立20周年記念 第33回 若手研究者シンポジウム「農芸化学応用研究の新潮流」
  • 招待講演
• [備考] 岡山大学 資源植物科学研究所/大学院環境生命科学研究科 植物-昆虫間相互作用グループ
  • URL: http://www.rib.okayama-u.ac.jp/PII/
• [備考] 岡山大学資源植物科学研究所
  • URL: http://www.rib.okayama-u.ac.jp/index-j.html