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2008 年度 実績報告書

植物乳液中に含まれる耐虫防御タンパク質・物質の耐虫性発現分子機構解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20248007
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

今野 浩太郎  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫-昆虫・植物間相互作用研究ユニット, 主任研究員 (00355744)

キーワード植物乳液 / 耐虫性タンパク質 / クワ / イチジク属植物 / アルカロイド / プロテアーゼ / 植物-昆虫間相互作用 / MLX56
研究概要

クワ乳液から精製・構造決定・クローニングしたMLX56タンパク質の作用・効果を検討するため、mlx56を用いてシロイヌナズナの形質変換体の作製を試みた。アグロバクテリウムと大腸菌のシャトルベクターpBI-OX-GWにmlx56を導入したMLXf1pBIを構築し、シロイヌナズナColumbia株にdipping法で形質転換を行った。薬剤選択した形質転換体(T1世代)の葉をエリサン1齢幼虫に食べさせたところ、シロイヌナズナ野生株に比べてMLXf1pBI株ではエリサンに対して弱い成長阻害活性が確認された。MLXf1pBI株に関し、mlx56遺伝子の弱い発現がRT-PCR法で確認されたが、MLX56特異的抗体を用いたWestern blotではMLX56タンパク質の発現は確認できずMLX56の発現量は低いと推察された。今後は新たな高発現体を作製してMLX56の作用・効果を検討する必要がある。クワ、ガジュマル他の植物乳液に比較的普遍的に存在するキチナーゼの昆虫に対する毒性メカニズムを、市販されているSerratia菌のキチナーゼを用いて検討した結果、キチナーゼの昆虫に対する毒性メカニズムが定説となっている昆虫消化管の囲食膜の破壊だけでは無いことを示す複数の証拠を得た。沖縄産野生イチジク属植物(Ficus)複数種で耐虫性を担う乳液成分を検討した結果、ホソバムクイヌビワ・ハマイヌビワ等、乳液中に高活性で存在するシステインプロテアーゼが耐虫性を担う場合と、オオバイヌビワのように乳液にはプロテアーゼ活性ないが、昆虫に対する毒性が強い場合があった。オオバイヌビワ乳液耐虫成分は疎水性塩基性画分に回収され、疎水性アルカロイドである可能性が示唆された。この結果はイチジク属を含むクワ科植物乳液は、耐虫性を担う点では共通するが、乳液中の耐虫成分はクワの耐虫タンパク質MLX56と糖類似アルカロイド、ハマイヌビワのシステインプロテアーゼ、オオバイヌビワの疎水性アルカロイドと近縁種(同属・同科)の間で極めて多様であることを示している。今後はオオバイヌビワ耐虫成分の完全同定を進める必要がある。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] クワ乳液の秘密:クワとカイコの攻防関係に迫る2008

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎
    • 雑誌名

      植物防疫 62巻(5号)

      ページ: 265-271

  • [学会発表] イチジク属植物の乳液中耐虫成分の種間多様性:オオバイヌビワにおける疎水性アルカロイドとハマイヌビワにおけるプロテアーゼ2009

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 新たなクワ耐虫性タンパク質のスクリーニング2009

    • 著者名/発表者名
      和佐野直也
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] クワ科植物の乳液中耐虫成分の種間多様性2009

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎
    • 学会等名
      平成21年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会日本蚕糸学会79回大会
    • 発表場所
      東京都府中市 東京農工大学農学部
    • 年月日
      2009-03-24
  • [学会発表] クワ耐虫性タンパク質の諸性状2009

    • 著者名/発表者名
      和佐野直也
    • 学会等名
      平成21年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会79回大会
    • 発表場所
      東京都府中市 東京農工大学農学部
    • 年月日
      2009-03-24
  • [学会発表] 植物の耐虫性防御と昆虫の適応の分子機構-植物と昆虫の食うか食われないかのせめぎ合い2009

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎
    • 学会等名
      植物ストレス科学研究ネットワーク発足シンポジウム-ストレスと戦う植物の戦略と次世代作物の作出-招待講演
    • 発表場所
      岡山県倉敷市
    • 年月日
      2009-02-24
  • [学会発表] Interspecific and intraspecific diversity of latex ingredients in Moraceae plants : Chemicals and proteins with defensive roles against herbivorous insects2008

    • 著者名/発表者名
      Kotaro KONNO, Naoya WASANO, Chikara HIRAYAMA, Ken TATEISHI, Masatoshi NAKAMURA, Hiroshi ONO
    • 学会等名
      International Society of Chemical Ecology, 25^<th> Anniversary Meeting
    • 発表場所
      State College, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2008-08-19
  • [学会発表] Mulberry defence by alkaloidal glycosidase inhibitors in latex and counteradaptation of Bombyx mori by inhibitor-insensitive glycosidases in midgut and other tissues2008

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Konno
    • 学会等名
      International Symposium on Insect Midgut Biology
    • 発表場所
      Guangzhou, China
    • 年月日
      2008-04-09
  • [学会発表] A novel latex protein confers insect resistance on mulberry trees : Involvement of the chitin-binding protein in larval toxicity in the midgut of caterpillars2008

    • 著者名/発表者名
      Wasano Naoya, Masatoshi NAKAMURA, Chikara HIRAYAMA, Ken TATEISHI, Makoto HATTORI, Kotaro KONNO
    • 学会等名
      International Symposium on Insect Midgut Biology
    • 発表場所
      Guangzhou, China
    • 年月日
      2008-04-08
  • [学会発表] In vivo entomotoxic and micro-morphological effects of Serratia marcescens chitinase of the larvae of Eri silkworm, Samia ricini (Lepidoptera : Saturnidae) as a biological pest control agent (BCA)(biopesticides) with special reference to its chitinolitic activity on the chitin-rich structures in the digestive system2008

    • 著者名/発表者名
      Khondkar Ehteshamul Kabir
    • 学会等名
      International Symposium on Insect Midgut Biology
    • 発表場所
      Guangzhou, China
    • 年月日
      2008-04-08

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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