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研究内容 -Laboratory of Plant Defense

1 植物の植食性昆虫認識機構


植物は植食性昆虫認識において「食害と傷害」や「食害している昆虫種」を見分けていると考えられており、このメカニズムは興味深い課題となっています。現在までに、昆虫の唾液に含まれる成分の重要性が報告されており、私たちもイネを食害する昆虫の唾液に含まれる成分に注目して昆虫認識機構の解析を進めています。これまでに、唾液に含まれる複数の分子や食害時に特異的に生じる植物由来の破砕成分が認識に重要な役割を果たすことを見出し、さらにこれら分子を植物が同時に認識することで昆虫に対する強固な防御反応を誘導することが見えてきました。

2 二次代謝物を介した植物の防御戦略


植物は植食性昆虫との攻防において、二次代謝物や揮発性物質などの多様な分子を駆使して抵抗性を示します。私たちは、食害されたイネのメタボローム解析から、抵抗性に寄与する二次代謝物としてフェノールアミドを新たに見出すとともに、生合成に関わる遺伝子を同定しました。また、食害時に放出される揮発性物質は食害する昆虫に対する天敵の誘引に関与することが知られており、食害を受けたイネから放出される揮発性物質の網羅的な解析を行っています。二次代謝物や揮発性物質の網羅的な解析より、食害する昆虫種に依存して防御応答の強度やパターンが異なることも見えてきています。

3 防御応答物質産生を制御するシグナル伝達機構


植物が植食性昆虫を認識後、一連の防御応答を誘導するには、適切に制御された細胞内シグナル伝達システムが必要ですが、複雑なシグナル制御のメカニズムは現在も不明な点が多く残されています。私たちのグループでは、防御応答を制御する植物ホルモンとしてジャスモン酸やその関連物質を中心に解析を行っています。また防御応答に関わる二次代謝物の産生制御において鍵因子となる転写因子の同定を目指して研究に取り組んでいます。




(a) 植食性昆虫の食害によりジャスモン酸(JA)の蓄積が誘導され、さらにジャスモン酸イソロイシン(JA-Ile)が産生される。ジャスモン酸イソロイシンはCOI1を介したJAZリプレッサータンパク質の分解を制御する。JAZリプレッサーの分解による転写制御の変化は植食性昆虫に対する防御応答の活性化を誘導する。(b) イネを食害する植食性昆虫フタオビコヤガ (Naranga aenescens Moore) (lepidoptera: Noctuidae)


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