| 研究課題/領域番号 |
26450071
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
安部 洋 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 専任研究員 (90360479)
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| 研究分担者 |
下田 武志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター, 主任研究員 (20370512)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 寄主特異性 / 植物防御 / シロイヌナズナ |
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| 研究実績の概要 |
ハモグリバエやアザミウマは農薬抵抗性を高度に発達させた難防除害虫であり、世界的にも深刻な問題となっている。我々はこれまでにモデル植物を用いた研究により、これらの害虫抵抗性に関わる植物防御機構の解析を実施し、植物ホルモンであるジャスモン酸(JA)が制御する植物防御がこれらの虫害抵抗性において中心的な役割を果たしていることを明らかにしてきた。更に、これらの植物防御を消失させると、害虫の寄主でなかった植物が寄主植物へと変換することを世界に先駆けて報告した。そこで、本課題では、このような寄主特異性の変換に関わる現象メカニズムの解明を目指している。本年度は昨年度に続き、寄主特異性の変換に直接関わるであろう植物二次代謝成分の特定を目指して、メタボローム解析やトランスクリプトーム解析、更にはハモグリバエを用いたバイオアッセイなどを中心に課題を推進した。その結果、ハモグリバエに対する誘引性を保持する植物二次代謝成分を特定することに成功した。更には、シロイヌナズナのゲノムリソースを活用することにより、当該成分の合成に大きな影響がおよんだ変異体においては、当該成分が大幅に欠損することにより、ハモグリバエによる被害が大きく減少することなども明らかにした。現在、本成分と寄主特異性の変換との関連について更に詳細な解析を進めているところである。また、寄主特異性の変換には、1つの成分だけではなく、複数の成分が関わっている可能性も充分に考えられることから、他の候補成分についても解析を進めている。現在、候補となる成分を直接、ハモグリバエに与えることにより、ハモグリバエのパフォーマンスに大きな影響を及ぼす成分はないか、順次、解析を実施中である。
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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
植物ホルモンであるジャスモン酸(JA)が制御する植物防御と寄主特異性の変換に関する研究は世界的にみても非常にユニークであり、これまでにほとんど報告がなされていない。一方で、寄主特異性の変換現象は、難防除害虫であるハモグリバエに関する新たな防除手法の確立にもつながることが考えられる。これまでの2年間において、当初の予定にしたがった課題内容を遂行し、ハモグリバエに対する誘引性を有した植物二次代謝成分を特定することに成功した。加えて、当該成分の合成に関わるであろう変異系等を用いた解析からも、本成分の機能について明らかにしてきた。興味深いことに、本成分は植物に広く存在する一連の成分であった。これら成分は一連の類縁成分の総称であるために、現在、本成分を詳細に分析すると共に、寄主特異性の変換との関連について更に詳細な解析を進めているところである。この他にも複数の候補となりえる成分を選定しており、これらについても、順次、バイオアッセイによる評価を行っているところである。以上のような解析を行うことにより最終年度に、主特異性の変換に関わる植物に次代謝物を明らかにし、寄主特異性の変換現象のメカニズム解明の道筋を確立する。
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| 今後の研究の推進方策 |
我々は植物防御を消失させると、害虫の寄主でなかった植物が寄主植物へと変換するという興味深い現象をハモグリバエを用いて発見し、本課題でにおいて、このような寄主特異性の変換に関わる現象メカニズムの解明を目指している。これまでに、ハモグリバエに対する誘引性に関わる植物の二次代謝成分を特定することに成功した。前途したが、本研究で対象としているハモグリバエは農薬抵抗性を高度に発達させた難防除害虫であり、世界的な深刻な問題となっている重要害虫である。そのために、ハモグリバエに対する誘引性に関する知財の獲得なども今後進めていく予定である。同時に、難防除害虫であるハモグリバエに関する新たな防除手法の開発にもつなげていきたいと考えている。一方で、当初の予定通り、寄主特異性の変換に関わるメカニズム解明を推進する。我々は、すでに、関連するシロイヌナズナゲノムリソースの取得を行っており、今後、これらの植物体を用いることで、詳細な比較解析を行い、寄主特異性の変換と植物二次代謝成分との関わりについて、明らかにすることが可能である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
メタボローム解析の進展により、本研究課題で対象とする標的候補化合物を多く明らかにすることができたため、ゲノムレベルを対象にして予定していたトランスクリプトーム解析を行わなくても、標的とする遺伝子発現のみを解析することで目的とする解析を行うことができた。一方で、シロイヌナズナだけでなく、他の植物種においても解析を行うことで、より有用な情報を得ることができる可能性が生じたために、そのような解析に必要な物品の購入を延期したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
予定していたトランスクリプトーム解析に係わる物品の購入に充てる。
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