根寄生雑草ストライガの宿主養水分収奪機構の解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20405026
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 杉本 幸裕 神戸大学, 大学院・農学研究科, 教授 (10243411)
• 研究分担者: 山内 靖雄 神戸大学, 大学院・農学研究科, 助教 (90283978) ; 井上 知恵 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 助教 (30403380)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ストライガ / 根寄生植物 / ソルガム / 気孔 / 光合成 / 植物ホルモン

研究概要

ストライガは主要な作物を宿主とする根寄生雑草であり、アフリカでの農業生産を阻害する深刻な生物的要因となっている。本研究はストライガが宿主植物ソルガムから養水分を収奪する機構を解明することを主な目的とした。ストライガの上位展開葉の光合成速度に対する呼吸速度の割合はソルガムに比べて非常に高く、呼吸速度は土壌乾燥による低下がほとんどなかったため、土壌が乾燥するほどストライガはソルガムの同化産物への依存を高めると考えられた。また、ソルガムに比べ、ストライガの蒸散速度、気孔抵抗および気孔開度に土壌乾燥の影響が小さいことを見出した。さらに、ストライガはソルガムよりも効率的な光化学系を有しているにもかかわらずソルガムに比べ光合成速度が顕著に低かったことから、ストライガの光合成速度は炭酸同化系が律速になっていることを明らかにした。これらの事実は、土壌乾燥条件下でもソルガムからストライガへの同化産物の転流が高く維持されることを示唆しており、ストライガによる被害が乾燥した地域でより深刻であることを合理的に説明できる。

研究成果

• [雑誌論文] First synthesis of (±)-sorgomol, the germination stimulant for root parasitic weeds isolated from Sorghum bicolour. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitahara, S., Tashiro, T., Sugimoto, Y., Sasaki, M., Takikawa, H.
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 52 ページ: 724-726
• [雑誌論文] Effect of NaCl on Orobanche spp. and Striga hermonthica seeds germination during and after conditioning. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hassan, M.M., Sugimoto, Y., Babiker, A.G.T., Yamauchi, Y., Osman, M.G.E., Yagoub, S.O.
  • 雑誌名: Bioscience Research 7 ページ: 26-31
• [雑誌論文] Vestitol as a chemical barrier against intrusion of the parasitic plant Striga hermonthica into Lotus japonicus roots. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Sugimoto, Y.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 74 ページ: 1662-1667
• [雑誌論文] Synthetic disproof of the structure proposed for solanacol, the germination stimulant for seeds of root parasitic weeds. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takikawa, H., Jikumaru, K., Sugimoto, Y., Xie, X., Yoneyama, K., Sasaki, M.
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 50 ページ: 4549-4551
• [雑誌論文] Molecular responses of Lotus japonicus to parasitism by the compatible species Orobanche aegyptiaca and the incompatible species Striga hermonthica. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka, Y., Ueda, H., Sugimoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 60 ページ: 641-650
• [雑誌論文] Responses of Lotus japonicus ecotypes and mutants to root parasitic plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo, M., Ueda, A., Park, P., Kawaguchi, M., Sugimoto, Y.
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 166 ページ: 353-362
• [雑誌論文] Molecular responses of Sorghum bicolor to Striga hermonthica parasitism. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka, Y., Sugimoto, Y.
  • 雑誌名: Weed Science 56 ページ: 356-363
• [学会発表] Molecular aspects of compati- bility in parasitic plants. (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕
  • 学会等名: AgroBioInstutute seminar
  • 発表場所: Sofia, Bulgaria
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] 根寄生植物オロバンキの成長過程における脱分化・分化の制御機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田早矢香、水谷正治、榊原均、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会第45回大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Stomatal response and photosynthetic capacity of Striga and sorghum under water stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Yamauchi, Y., Babiker, A.G.T., Eltyeb, A.A., Samejima, H., Sugimoto Y.
  • 学会等名: SATREPS-JSPS AA Science Platform Program Joint Seminar on Striga spp., the food security scourge in Africa
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Qualitative and quantitative analysis of strigolactones using LC-MS/MS. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Mizutani, M., Sugimoto Y.
  • 学会等名: SATREPS- JSPS AA Science Platform Program Joint Seminar on Striga spp., the food security scourge in Africa
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 根寄生植物ヤセウツボの成長過程の形態学的観察および植物ホルモン分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田早矢香、水谷正治、榊原均、杉本幸裕
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 根寄生植物ヤセウツボの寄生成立後の生長過程に関する形態学的観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田早矢香、水谷正治、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 根粒共生がオロバンキの寄生に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 土井智子、水谷正治、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 根寄生植物の種子発芽刺激活性に対するストライゴラクトンB環の修飾の影響について (2009)
  • 著者名/発表者名: 福冨達也、水谷正治、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Water transport in xylem elements in the parasitic interaction of host (Lotus japonicus) and parasitic plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo, M., Hyon, G.S., Park, P., Sugimoto Y.
  • 学会等名: 6^<th> International Symposium on Electron Microscopy in Medicine and Biology
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Induction of phytoalexin biosynthesis in Lotus japonicus roots in response to Striga hermonthica attachment. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Y., Ueda, H.
  • 学会等名: 10^<th> World Congress on Parasitic Plants
  • 発表場所: Kusadasi, Turkey
  • 年月日: 2009-06-10
• [学会発表] Stomatal response of Striga and host plant under water stress and foliar application of ABA. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Sugimoto Y., Babiker, A.G., Mahgoub, M., Eltayeab, A.H.
  • 学会等名: JSPS International Seminar on Devastating Effects of Striga on African Agriculture and Development of Counter- measures
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 宿主植物による根寄生植物の認識 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕
  • 学会等名: 竹松セミナー
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] 根寄生植物と宿主植物の相互作用に関する生物有機化学的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: つくば(授賞講演)
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] 根寄生植物に対するミヤコグサの応答の分子解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土井智子、植田浩章、太田早矢香、平岡幸浩、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] ストライガの接触によるミヤコグサでのファイトアレキシン生合成の誘導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 植田浩章、向井郁絵、平岡幸浩、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物化学調節学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] 根寄生植物に対するミヤコグサの応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕、植田浩章、久保美恵、川口正代司、朴杓允
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 根寄生植物に対するミヤコグサの分子応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土井智子、植田浩章、太田早矢香、平岡幸浩、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 非親和性根寄生植物ストライガはミヤコグサのファイトアレキシン生合成を活性化する (2008)
  • 著者名/発表者名: 植田浩章、向井郁絵、平岡幸浩、杉本幸裕
  • 学会等名: 植物微生物研究会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 根寄生雑草の防除による植物バイオマス増産 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕
  • 学会等名: 日本農芸化学会薮田セミナーバイオマスデザインとリファイナリー-競合から共存へ-
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] Physiology and Ecology of Root Parasitic Plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕
  • 学会等名: 農業環境技術研究所生物多様性研究領域セミナー
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-05-02
• [図書] 第3章病原体の種類と分類寄生性高等植物 第4章病害の発生寄生性高等植物による病害(眞山滋志、難波成任編)(植物病理学) (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本幸裕, 他46名
  • 総ページ数: 87-89,124-126
  • 出版者: 文永堂、東京
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/ans-phytochem/LABHP/mysite1/sub10.html