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2009 Fiscal Year Annual Research Report

植物の間接防衛の誘導機構解明と防除への応用

Research Project

Project/Area Number 19101009
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高林 純示  Kyoto University, 生態学研究センター, 教授 (10197197)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松井 健二  山口大学, 医学系研究科, 教授 (90199729)
松田 一彦  近畿大学, 農学部, 教授 (00199796)
五味 剣二  香川大学, 農学部, 助教 (50511549)
Keywords植物間コミュニケーション / 受容機構 / シロイズナズナ / 青葉アルデヒド / ヘキセナール / フィトオキシリピン / テルペン / エリシター
Research Abstract

ナミハダニのエリシターについては無菌ハダニの飼育法を確立することにより、ハダニ由来の微生物が、食害された植物の揮発性物質の生産を、植物シグナル物質に作用することによって制御していることを明らかにした。特に、節足動物の細胞内共生菌が、摂食する植物の防衛反応に関与するという知見は新規な物であり、学術的インパクトも大きい。ピレトリンのピレトリンの生合成に関する研究で得られた酵素は二種の異なるacyltransferase反応とlipase反応を触媒する二重機能酵素であることを発見した。このように加水分解の逆反応をnativeな状態で触媒する酵素の機能について報告がない。さらに、緑の香りの暴露によってピレトリンの生合成経路が活性化することも明らかにしている。
立ち聞き再現フローシステムを構築し、健全リママメを葉ダニ食害リママメ由来揮発性物質に曝露させた。立ち聞き植物での葉ダニの産卵数が抑えられていることを確認した。このときの抵抗性遺伝子の発現量を調査した結果、キチナーゼ遺伝子発現のみが誘導された。また、イムノブロットによりキチナーゼタンパク質が蓄積することを確認した。人工飼料にキチナーゼを混ぜると葉ダニの産卵数が減少したので、キチナーゼ蓄積が抵抗性誘導に関与していることが示唆された。ハスモンヨトウ食害トマト由来揮発性物質に曝露した健全トマトでハスモンヨトウ抵抗性が高まることを確認し、メタボローム解析により、曝露トマトでヘキセニル配糖体が顕著に蓄積することが分かった。揮発性物質はトマト葉に吸着、浸潤し、葉組織内で配糖体化されることが明らかとなった。セジロウンカ加害を受けたイネは病害抵抗性関連遺伝子の発現誘導や、抗菌活性がある「緑のかおり」の一つである青葉アルデヒドの合成に関与する遺伝子の発現を誘導し、植物体内に青葉アルデヒドを蓄積し、イネの病原体の攻撃に対して抵抗性になるメカニズムが明らかとなった。

  • Research Products

    (36 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (18 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Predation-related odours reduce the oviposition of herbivorous mites.2010

    • Author(s)
      Yauyuki Choh, Masayoshi Uefune, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      Experimental and Applied Acarology 5

      Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of hydroperoxide lyase in white-backed planthopper(Sogatella furcifera Horva' th)-induced resistance to bacteria blight in rice, Oryza sativa L.2010

    • Author(s)
      Kenji Gomi, Masaru Satoh, Rika Ozawa, Yumi Shinonaga, Sachiyo Sanada, Katsutomo Sasaki, Masaya Matsumura, Yuko Ohashi, Hiroo Kanno, Kazuya Akimitsu, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      The Plant Journal 61

      Pages: 46-57

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exogenous Polyamines Elicit Herbivore-Induced Volatiles in Lima Bean Leaves : Involvement of Calcium, H202 and Jasmonic Acid.2010

    • Author(s)
      Rika Ozawa, Cinzia M.Bertea, Maria Foti, Ravishankar Narayana, Gen-Ichiro Arimura, Atsushi Muroi, Jun-Ichiro Horiuchi, Takaaki Nishioka, Massimo E.Maffei, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      Plant Cell Physiology 50

      Pages: 2183-2199

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Jasmonic acid control of GLABRA3 links inducible defense and trichome patterning in Arabidopsis.2009

    • Author(s)
      Yuki Yoshida, Ryosuke Sano, Takuji Wada, Junji Takabayashi, Kiyotaka Okada
    • Journal Title

      Development 136

      Pages: 1039-1048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of thread-breaking behavior in three specialist predatory mites to cope with complex webs of Tetranychus spider mites.2009

    • Author(s)
      Takeshi Shimoda, Hidenari Kishimoto, Junji Takabayashi, Hiroshi Amano, Marcel Dicke
    • Journal Title

      Experimental and Applied Acarology 47

      Pages: 111-120

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plant volatiles regulate the activity of Ca2+-permeable channels and promote cytoplasmic calcium transients in Arabidopsis leaf cells.2009

    • Author(s)
      Naoko Asai, Takaaki Nishioka, Junji Takabayashi, Takuya Furuichi
    • Journal Title

      Plant Signaling and Behavior, 4

      Pages: 294-300

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Do adult leaf beetles(Plagiodera versicolora)discriminate between odours from intact and leaf-beetle infested willow shots?2009

    • Author(s)
      Kinuyo Yoneya, Soichi Kugimiya, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      Journal of Plant Interactions 4

      Pages: 93-99

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of hydroxycinnamic acid amides induced by pathogen in fection and identification of agmatine coumaroyltransferase in Aabidopsis thaliana.2009

    • Author(s)
      Atsushi Muroi, Atsushi Ishihara, Chihiro Tanaka, Akihiro Ishizuka, Junji Takabayashi, Hideto Miyoshi, Takaaki Nishioka
    • Journal Title

      Planta 230

      Pages: 517-527

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Volatile Compounds from Young Peach Shoots Attract Males of Oriental Fruit Moth in the Field.2009

    • Author(s)
      Alex Il'lchev, Soichi Kugimiya, David G Williams, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      Journa of Plant Interactions 4

      Pages: 289-294

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Can herbivore-induced volatiles inform predatory insects about the most suitable stage of its prey?2009

    • Author(s)
      Kinuyo Yoneya, Soichi Kugimiya, Junji Takabayashi
    • Journal Title

      Physiological Entomology 34

      Pages: 379-386

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of volatile compounds in Astraeus spp.2009

    • Author(s)
      Pattana Kakumyan, Kenji Matsui
    • Journal Title

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry 73

      Pages: 2742-2745

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a screening system for the evaluation of soybean volatiles.2009

    • Author(s)
      Pattana Kakumyan, Marie Kato, Makita Hajika, Kenji Matsui
    • Journal Title

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry 73

      Pages: 1844-1848

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Over-expression and characterization of the alkalophilic, organic solvent-tolerant, and thermotolerant endo-1, 4-β-mannanase from Bacillus licheniformis isolate THCM 3.1.2009

    • Author(s)
      Kanjanavas, P., Khawsak, P., Pakpitcharoen, A., Areekit, S., Sriyaphai, T., Pothivejkul, K., Santiwatanakul, S., Matsui, K., 〓jiwara, T., Chansiri, K.
    • Journal Title

      ScienceAsia 35

      Pages: 17-23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of a sabinene synthase gene from rough lemon(Citrus jambhiri).2009

    • Author(s)
      Keisuke Kohzaki, Kenji Gomi, YumikoYamasaki-Kokudo, Rika Ozawa, Junji Takabayashi, Kazuya Akimitsu
    • Journal Title

      Journal of Plant Physiology, 166

      Pages: 1700-1704

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微生物因子によるハダニ-リママメ間生態相互作用の制御2010

    • Author(s)
      植田浩一、阪森宏治、小澤理香、高林純示、松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20100327-20100330
  • [Presentation] ピレトリン生合成におけるエステル化酵素の機能と局在2010

    • Author(s)
      菊田幸雄、植田浩一、村田弘、堀部謙介、中山幸治、勝田純郎、松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20100327-20100330
  • [Presentation] 温故知新の科学 : ピレトリンと脂質シグナルのクロストーク、シンポジウム「Ecological Volatiles : 動植物間の揮発性シグナル分子を介したクロストーク」2010

    • Author(s)
      松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20100327-20100330
  • [Presentation] セジロウンカ加害イネに誘導される病害抵抗性へのhydroperoxide lyaseの寄与2010

    • Author(s)
      佐藤雅・五味剣二・小澤理香・真田幸代・松村正哉・高林純示
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] 寄生蜂エルビアブラバチによる寄主被害植物揮発性物質の利用様式2010

    • Author(s)
      竹本裕之, J.Pickett, W.Powell, 高林純示, 戒能洋一
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] キャベツーコナガ(Plutella Xylostella)-コナガコマユバチ(Cotesia vestalis)の3者系に及ぼすモンシロチョウ食害の影響2010

    • Author(s)
      山本正樹、上船雅義、高林純示
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] 匂いを介した植物間コミュニケーション : 隣の虫は悪い奴?2010

    • Author(s)
      長泰行、小澤理香、大串隆之、高林純示
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] ナミハダニの共生微生物はリママメのカブリダニ誘引に影響を及ぼす2010

    • Author(s)
      小澤理香、植田浩一、松田一彦、後藤哲雄、高林純示
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] 寄生蜂の異なる波長に対する反応-空腹時と嗅覚的キューの影響2010

    • Author(s)
      上船雅義、高林純示
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20100326-20100328
  • [Presentation] ミヤコグサアレンオキシドシンターゼの機能解析と硝酸による根粒着生への関与について2010

    • Author(s)
      柳克幸、杉本貢一、松井健二
    • Organizer
      第51回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20100318-20100321
  • [Presentation] ハスモンヨトウ食害トマト由来の揮発性化合物に曝露された健全トマトにおけるハスモンヨトウ抵抗性誘導および配糖体様化合物の蓄積2010

    • Author(s)
      杉本貢一、松井健二、小澤理香、飯島陽子、青木考、柴田大輔、高林純示
    • Organizer
      第51回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20100318-20100321
  • [Presentation] 生態系における情報・相互作用ネットワーク2010

    • Author(s)
      高林純示
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-03-30
  • [Presentation] セジロウンカ加害イネに誘導される病害抵抗性へのhydroperoxide lyaseの寄与2010

    • Author(s)
      佐藤雅・五味剣二・小澤理香・真田幸代・松村正哉・高林純示
    • Organizer
      九州病害虫研究会 第79回研究発表会
    • Place of Presentation
      KKRホテル熊本
    • Year and Date
      2010-01-27
  • [Presentation] Do plants distinguish herbivores on neighbouring plants?2009

    • Author(s)
      Y.Choh, R.Ozawa, T.Ohgushi, J.Takabayashi
    • Organizer
      25th Annual Meeting of International Society of Chemical Ecology
    • Place of Presentation
      ヌーシャテル大学(スイス)
    • Year and Date
      20090823-20090827
  • [Presentation] Exogenous polyamines elicit herbivore-induced volatiles in Lima bean leaves.2009

    • Author(s)
      R.Ozawa, Cinzia M.Bertea, Gen-Ichiro Arimura, Atsushi Muroi, Massimo E.Maffei, Junji Takabayashi
    • Organizer
      1st International symposium on Ecological volatiles
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20090703-20090704
  • [Presentation] Indirect defence responses with herbivore-induced plant volatiles in bean plants infested by aphids.2009

    • Author(s)
      H.Takemoto, J.Pickett, W.Powell, J.Takabayashi, Y.Kainoh
    • Organizer
      1st International symposium on Ecological volatiles
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20090703-20090704
  • [Presentation] Tritrophic interaction networks mediated by ecological volatiles-application for pest manatement-2009

    • Author(s)
      Junji Takabayashi
    • Organizer
      1st International symposium on Ecological volatiles
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20090703-20090704
  • [Presentation] Exogenous polyamines elicit herbivore-induced volatiles in Lima bean leaves.2009

    • Author(s)
      R.Ozawa, C.M.Bertea, M.Foti, R.Narayana, G.Arimura, A.Muroi, J.Horiuchi, T.Nishioka, M.E.Maffei, J.Takabayashi
    • Organizer
      Terpnet2009
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20090525-20090529
  • [Book] In Comprehensive Natural Products II Chemistyr and Biology2010

    • Author(s)
      Hisakazu Yamane, Kotaro Konno, Maurice Sabelis, Junji Takabayashi, Takeshi Sassa, Hideaki Oikawa
    • Total Pages
      7500
    • Publisher
      Elsevier
  • [Book] Lipidomics : Vol 1 : Methods and Protocols2009

    • Author(s)
      Matsui, K., Sugimoto, K.Kakumyan, P., Khorobrykh, S.A., Mano J.
    • Total Pages
      390
    • Publisher
      Humana Press, NJ, USA
  • [Remarks]

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~matsui/kiban.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 植物葉抵抗性誘導剤、植物の抵抗性誘導方法、及び植物の病害・食害予防方法2009

    • Inventor(s)
      松井健二、岸本久太郎、高林純示
    • Industrial Property Rights Holder
      松井健二、岸本久太郎、高林純示
    • Industrial Property Number
      特許、特許第4402386号
    • Acquisition Date
      2009-10-27

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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