Elucidation of the Molecular Basis of Defense Response Mechanisms in Apple Fruits on the Tree

阐明树上苹果果实防御反应机制的分子基础

• 批准号: 22K05452
• 负责人: 吉永 直子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05452/
• 关键词: chlorogenic acid; p-coumaroylquinic acid; peroxidase; リンゴ; 防御応答; 果実; モモシンクイガ

リンゴ樹上果実に対するモモシンクイガ幼虫の食入によって食害部に誘導される化合物として、クロロゲン酸類 2種（chlorogenic acid、CGA; p-coumaroylquinic acid、CoQA）、及びペルオキシダーゼが同時・同所的に誘導されることを確認した。CGAはペルオキシダーゼにより末端がo-キノン化され、摂食した幼虫腸管内のタンパク質に非特異的に吸着することで摂食後72時間後から生育阻害を引き起こすことを明らかにした。CoQAのペルオキシダーゼ処理反応物を幼虫に摂食させたところ、96 時間後から生育抑制効果が確認されたが、幼虫の腸管内タンパク質量を定量した結果、減少は確認されなかった。摂食時間とともに生育が緩やかに抑制されたことより、栄養代謝系に何らかの作用が生じていると推測し、昆虫に特徴的な血糖であるトレハロースの体液中濃度を定量・比較した。その結果、コントロールや5-CoQA 単体を摂食させた場合に比べ、5-CoQA とPOD の反応物を摂食させた場合に体液中トレハロース濃度が顕著に低下していた。血糖が減少したために、エネルギーの供給が低下し、モモシンクイガ幼虫の生育が抑制されたと推測される。このようにCGAとCoQAという複数の化合物が単一の酵素により活性化され、全く異なるメカニズムで幼虫に対して防御応答を示す例は極めて珍しい。また、圃場試験で果実の付け根を環状剥皮することで、これら防御応答が抑制されることを確認した。師管液を通じた分子のやり取りが樹上のみで起きる防御応答の鍵であることを示すことができた。以上の結果は、リンゴ圃場で観察される幼虫期間の個体差を解明する上で重要な手がかりであり、総合的な防除をデザインする上で必須の知見である。またこの成果は国際学会で高く評価され、発表者はStudent presentation awardを受賞した。

リ ン ゴ tree fruit be に す seaborne る モ モ シ ン ク イ の ガ larvae eat に よ っ て food pollution department に induced さ れ る compound と し て, ク ロ ロ ゲ ン acids two (chlorogenic acid, CGA; P - coumaroylquinic acid, CoQA), and び ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ が at the same time, with the に induced さ れ る こ と を confirm し た. CGA は ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ に よ り end が o - キ ノ ン change さ れ, feed, し た larva inside bowel の タ ン パ ク に quality of nonspecific に sorption す る こ と で, food after 72 time か ら parenthood resistance against を lead き up こ す こ と を Ming ら か に し た. CoQA の ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ 処 reason against 応 content に を larvae feed, さ せ た と こ ろ, after 96 time か ら reproductive inhibition of unseen fruit が confirm さ れ た が, larvae の insufflate タ ン パ ク quality quantitative し を た results, reducing は confirmation さ れ な か っ た. Family, eating time と と も に が slow や か に inhibit さ れ た こ と よ り, tech students.their ownship raise metabolic に what ら か の role が raw じ て い る と speculation し な sugar, insect に 徴 で あ る ト レ ハ ロ ー ス の concentration in the body fluids を, quantitative comparison, し た. そ の results, コ ン ト ロ ー ル や 5 - CoQA を 単 body, food さ せ に た occasion than べ, 5 - CoQA と POD の anti 応 content を, food さ せ た occasions に body fluids ト レ ハ ロ ー ス concentration が 顕 with low に し て い た. が reduce blood sugar し た た め に, エ ネ ル ギ ー の supply low が し, モ モ シ ン ク イ ガ larvae の fertility が inhibit さ れ た と speculation さ れ る. こ の よ う に CGA と CoQA と い う plural の compound が 単 a の enzyme に よ り activeness さ れ, whole く different な る メ カ ニ ズ ム で larvae に し seaborne て defense 応 answer を す cases in は extremely め て Jane し い. ま た, nursery field test で fruit be の pay け root を girdling す る こ と で, こ れ ら defense 応 answer が inhibit さ れ る こ と を confirm し た. T tube fluid を tong じ た molecular の や り take り が tree の み で up き る defense 応 の answer key で あ る こ と を shown す こ と が で き た. Above の results は, リ ン ゴ nursery field で 観 examine さ れ る larvae during の individual difference を interpret す る で important な hand が か り で あ り, 総 な control of を デ ザ イ ン す る で must の knowledge で あ る. Youdaoplaceholder0 価され the achievements are highly praised by the international society で く 価され, and the proposer is awarded the Student presentation prize を and received the award た.

项目成果

“Dual defense system induced by pest damage in on-tree apple fruit”

“树上苹果果实因虫害而产生的双重防御系统”

• 发表时间: 2022
• 作者: Ohata Y;Itai A;Ishiguri Y;Mori N;Yoshinaga N
• 通讯作者: Yoshinaga N

京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻化学生態学分野

京都大学研究生院农学研究科化学生态学系、应用生命科学系

"Oviposition inhibitory activity of calcium carbonate wettable powder against quarantine pest Carposina sasakii"

“碳酸钙可湿性粉剂对检疫性害虫小食心虫的产卵抑制活性”

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazama H;Ohata Y;Ishiguri Y;Mori N;Yoshinaga N
• 通讯作者: Yoshinaga N