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2011 年度 研究成果報告書

植物乳液中に含まれる耐虫防御タンパク質・物質の耐虫生発現分子機構解明と応用

研究課題

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研究課題/領域番号 20248007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用昆虫学
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, 加害・耐虫機構研究ユニット, 主任研究員 (00355744)

連携研究者 平山 力  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫機能研究開発ユニット, 主任研究員 (90370676)
安部 洋  独立行政法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 専任研究員 (90360479)
小野 裕嗣  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所・状態分析ユニット, ユニット長 (90353995)
竹中 真紀子  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所・製造工学ユニット, 主任研究員 (60353968)
光原 一朗  独立行政法人農業生物資源研究所, 植物-微生物間相互作用研究ユニット, 上級研究員 (80370683)
研究協力者 太田 英司  独立行政法人農業生物資源研究所, 加害・耐虫機構研究ユニット, 特別研究員
和佐野 直也  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, 特別研究員 (00469850)
研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワード植物乳液・滲出液 / 耐虫性タンパク質・物質 / クワ科植物 / ウリ科植物 / MLX56 / BPLP / 鱗翅目幼虫 / 植物-昆虫間相互作用
研究概要

クワ科植物・イチジク属植物の乳液の耐虫性物質は同一科・属中の植物間でも非常に多様であることが判明した。同じイチジク属植物でも耐虫性物質としてcysteine proteaseを持つものとphenanthroindolizidine alkalois(PIA)を持つものがあった。乳液同様に茎から滲出するウリ科篩管液も耐虫性を担っていることが明らかになりトウガン篩管滲出液から顕著な耐虫性を示す新規タンパク質であるBPLPの精製と遺伝子をクローニングに成功した。クワ乳液から発見されたキチン結合性耐虫性タンパク質MLX56は昆虫の囲食膜の生成が阻害された状態では耐虫性を発現しないことが判明し、MLX56が囲食膜を昆虫にとって有害な構造に変化させて対虫性を発現していることが示された。MLX56をagroinfiltrationの手法で遺伝子を導入させた植物は鱗翅目幼虫に耐虫性を示し、MLX56遺伝子・タンパク質を用いた耐虫性植物育種の可能性が示された。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Fluorescein-5 isothiocyanate conjugated-chitin-binding domain probe(FITC-CBD)-coupled detection of chitin in the peritrophic membrane of Monochamus alternatus(Coleoptera : Cerambycidae)2012

    • 著者名/発表者名
      Kabir E. Khondkar, Daizo KOGA, Kotaro KONNO, Takuma TAKANASHI
    • 雑誌名

      Journal of Asia-Pacific Entomology

    • DOI

      DOI:10.1016/j.aspen.2012.01.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant latex and other exudates as plant defense systems : Roles of various defense chemicals and proteins contained therein2011

    • 著者名/発表者名
      Kotaro KONNO
    • 雑誌名

      Phytochemistry(Special Issue on Plant-Insect Interactions)

      巻: Vol.72 ページ: 1510-1530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物の防御機構と昆虫-植物乳液をめぐる植物と昆虫の攻防関係2010

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎
    • 雑誌名

      Biophilia

      巻: 6巻 ページ: 51-58

  • [雑誌論文] A unique latex protein, MLX56, defends mulberry trees from insects2009

    • 著者名/発表者名
      Naoya WASANO, Kotaro KONNO, Masatoshi NAKAMURA, Chikara HIRAYAMA, Makoto HATTORI, Ken TATEISHI
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: Vol.70 ページ: 880-888

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model for understanding mechanisms, ecology and evolution of plant defense against herbivory2009

    • 著者名/発表者名
      Anurag A. AGRAWAL, Kotaro KONNO, Latex
    • 雑誌名

      The Annual Review of Ecology, Evolution, and Sysyematics

      巻: Vol.40 ページ: 311-331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カイコはなぜクワを食べられるのか?分子レベルで明らかにされる植物と昆虫の攻防関係2009

    • 著者名/発表者名
      今野浩太郎、平山力
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 47巻 ページ: 298-302

  • [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

      巻: 62巻(5号) ページ: 265-271

  • [雑誌論文] Purification and cDNA cloning of a phloem lectin-like anti-insect defense protein BPLP from the phloem exudate of wax gourd, Benincasa hispida

    • 著者名/発表者名
      Eiji OTA, Masatoshi NAKAMURA, Chikara HIRAYAMA, Kotaro KONNO
    • 雑誌名

      Phytochemistry

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of anti-herbivoral genes by Agrobacterium-mediated transient expression system

    • 著者名/発表者名
      Kei KAWAZU, Naoya WASANO, Kotaro KONNO, Yuko OHASHI, Atsushi MOCHIZUKI, Ichiro MITSUHARA
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

  • [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、中村匡利、和佐野直也、小野裕嗣、竹中真紀子、大藤泰雄
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道さ札幌市北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 平山力、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、中村匡利、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
      東京都府中市東京農工大学農学部
    • 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、中村匡利、和佐野直也、平山力、小野裕嗣、竹中真紀子、大藤泰雄
    • 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、中村匡利、今野浩太郎、平山力
    • 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 defense 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, Chikara HIRAYAMA, Naoya WASANO, Masatoshi NAKAMURA, Hiroshi ONO
    • 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 silkworm2008

    • 著者名/発表者名
      Khondkar Ehteshamul Kabir, Kotaro KONNO
    • 学会等名
      International Symposium on Insect Midgut Biology
    • 発表場所
      Guangzhou
    • 年月日
      2008-04-08
  • [図書] Chemical Defence and Toxins of PlantsI(Comprehensive Natural Products II Chemistry and Biology)2010

    • 著者名/発表者名
      Hisakazu YAMANE, Kotaro KONNO, Maurice Sabelis, Junji TAKABAYASHI, Tekeshi Sassa, Hideaki Oikawa, Elsevier, Oxford
    • 総ページ数
      339-385
  • [産業財産権] 耐虫性タンパク質及び該耐虫性タンパク質をコードする耐虫遺伝子」(トウガン篩管液由来耐虫性タンパク質BPLPに関する特許出願)2011

    • 発明者名
      今野浩太郎・太田英司
    • 権利者名
      (独)農業生物資源研究所
    • 産業財産権番号
      特許、特願: 2011-177212
    • 出願年月日
      2011-08-12
  • [産業財産権] 耐虫性タンパク質及び該耐虫性タンパク質をコードする耐虫性遺伝子(クワ乳液由来耐虫性タンパク質MLX56に関する)2011

    • 発明者名
      今野浩太郎・和佐野直也
    • 権利者名
      今野浩太郎(5%)、(独)農業生物資源研究所
    • 産業財産権番号
      特許、特許第4865749号
    • 取得年月日
      2011-11-18
  • [産業財産権] 耐虫性タンパク質及び該耐虫性タンパク質をコードする耐虫性遺伝子2009

    • 発明者名
      今野浩太郎、和佐野直也
    • 権利者名
      今野浩太郎・農業生物資源研究所(アメリカ以外)、今野浩太郎、和佐野直也(アメリカ)
    • 産業財産権番号
      特許PCTから外国への移行(外国出願)、PCT/JP2008/53794
    • 出願年月日
      20090000

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公開日: 2013-07-31  

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