2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K06066
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
内野 彰 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (20355316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋本 千春 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (50414876)
岩上 哲史 京都大学, 農学研究科, 助教 (00761107)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 除草剤抵抗性 / 多剤抵抗性 / ALS阻害剤 / ACCase阻害剤 / ヒメタイヌビエ / タイヌビエ / イヌビエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)除草剤反応試験において、3県から採取したヒメタイヌビエ1系統、タイヌビエ2系統、イヌビエ1系統について、シハロホップブチル抵抗性が確認された。このうちの2系統は、既報の岡山県のヒメタイヌビエ2系統（Ecf108およびEcf27）と異なる交差抵抗性を示し、あらたな抵抗性タイプ（複数のACCase阻害剤に抵抗性、ALS阻害剤に感受性）であった。他県でも抵抗性が疑われるイヌビエ系統が認められ、あらたに5地域の現地圃場で15個体を収集し、自殖種子を採取した。
(2)作用点抵抗性の検証のため、作用点となる標的酵素の活性を測定した。Ecf108およびEcf27の酵素活性測定では、ALS活性及びACCase活性のいずれも感受性系統と同様の阻害剤反応を示した。
(3) 除草剤反応試験におけるGST阻害剤（NBD-Cl）処理の影響を調査した。Ecf108およびEcf27ともにシハロホップブチルに対する薬量反応には影響せず、シハロホップブチル代謝にGSTの関与を示す結果は得られなかった。
(4)除草剤の代謝産物の解析のため、除草剤処理濃度、処理方法、洗浄、抽出条件の検討を行い、最適な条件を決定した。Ecf108におけるシハロホップブチルの代謝解析では、イネと類似の代謝経路の関与が示唆された。
(5) Ecf108およびEcf27について、ACCase阻害剤5種および互いに作用機構の異なる除草剤5種に対する感受性を、室内実験系で評価した。Ecf27は供試したACCase阻害剤すべてに加え、ALS阻害剤ピリミスルファンに抵抗性を示した。Ecf108の抵抗性はシハロホップブチル以外には認められなかった。これらの系統のRNA-seq解析から、Ecf108のシハロホップブチル抵抗性への関与が期待される代謝酵素、Ecf27における多剤抵抗性への関与が期待されるシトクロムP450の過剰発現が認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
交差抵抗性の解析、標的酵素の除草剤感受性解析、解毒代謝酵素阻害剤の影響、代謝産物の解析は計画通り順調に進んだ。RNA-seq解析は2年目以降の予定であったが、代謝産物の解析が順調に進んだことにより、前倒しで解析を行って候補遺伝子を見出した。このことから計画以上の進捗状況と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
交差抵抗性の解析では、あらたに採取した15系統の交差抵抗性の解析を進める。標的酵素の活性測定では、岡山県以外の系統において除草剤反応を確認する。解毒代謝酵素阻害剤では、P450阻害剤の影響を確認する。代謝産物の解析では、岡山県以外の系統においてもシハロホップブチル（ACCase阻害剤）の代謝産物の解析を進めるとともに、ペノキススラム（ALS阻害剤）の代謝産物の解析実験について条件検討を行う。RNA-seq解析では、解析に用いたイヌビエゲノム（Guo et al. 2017）のアノテーションが不十分であり、候補遺伝子に類似する遺伝子についてもアノテーションがないものが存在する。そこでこれらの類似遺伝子をタイヌビエの情報をもとに単離し、上記のゲノムに追加した上で、再度RNA-seq解析を行うことで、真の高発現遺伝子を同定する。これらについてイネおよびシロイヌナズへの形質転換を行い、抵抗性の付与を検証する。また、大腸菌により組換えタンパク質を発現させ、除草剤代謝活性を評価する。作用点のACCase遺伝子とALS遺伝子のホメホログについても塩基配列を解析し、作用点抵抗性を引き起こす遺伝子変異の有無を検証する。
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| Causes of Carryover |
標的酵素の活性測定にかかる経費が予定より少なく、次年度の経費および遺伝子解析費として使用する事とした。
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