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植物防御活性化物質のための方法、植物防御活性化物質及び免疫応答亢進方法 コモンズ

国内特許コード P130009764
掲載日 2013年8月9日
出願番号 特願2013-510162
公表番号 特表2013-538039
登録番号 特許第5885268号
出願日 平成23年8月10日(2011.8.10)
公表日 平成25年10月10日(2013.10.10)
登録日 平成28年2月19日(2016.2.19)
国際出願番号 JP2011068585
国際公開番号 WO2012029539
国際出願日 平成23年8月10日(2011.8.10)
国際公開日 平成24年3月8日(2012.3.8)
優先権データ
  • 61/378,403 (2010.8.31) US
発明者
  • 朽津 和幸
  • 来須 孝光
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 植物防御活性化物質のための方法、植物防御活性化物質及び免疫応答亢進方法 コモンズ
発明の概要 少なくとも1つの候補物質から、植物の免疫応答を亢進させる植物防御活性化物質をスクリーニングする方法は、植物防御システムのジャスモン酸依存性防御経路とサリチル酸依存性防御経路とが互いに独立して作用可能な植物細胞を、候補物質と接触させること;前記植物細胞を、免疫応答を誘導する誘引物質と接触させること、および、免疫応答を示す指標に基づいて、前記誘引物質と接触させた後の前記植物細胞をアッセイして、前記植物の免疫応答を亢進させる標的物質を選別すること、を含む。植物の免疫応答を亢進させる方法には、特定の化合物の使用が含まれ、また、植物免疫応答亢進剤には、前記特定の化合物が含まれる。
従来技術、競合技術の概要


動物と同様に、一部の植物は、病原体の感染に対する防御をもたらす免疫を有する。しかしながら、植物の感染の機構は高等脊椎動物のそれとはかなり異なっている;例えば、植物は食細胞を有しない。植物免疫システムの一例においては、植物の一部が感染した場合、その植物は、感染部位の細胞が迅速なプログラム細胞死を起こして他の部分への病害の拡散を防ぐような局在的な応答を誘導する。



感染に対する植物免疫または防御システムには2つの主要な経路があり、そのうちの一方はサリチル酸に依存性であり(以下、「サリチル酸依存性防御経路」と称される)、そのうちの他方はジャスモン酸に依存性である(以下、「ジャスモン酸依存性防御経路」と称される)。生体栄養性病原体の感染により、感染細胞においてサリチル酸(SA)の量が増加し、それが、病原性関連(pathogenesis related:PR)タンパク質であるPR-1、PR-2およびPR-5の亢進した発現をもたらし、ひいては、酸性PRタンパク質の増加した発現と、全身獲得抵抗性(SAR)の誘導とをもたらす。プロベナゾール(PBZ)およびベンゾチアジアゾール(BTH)はサリチル酸依存性防御経路に関連すると考えられている。死体栄養性病原体の感染または傷により、ジャスモン酸(JA)およびエチレン(ET)の量が増加し、それが、例えばPDF1.2などの植物デフェンシン遺伝子の亢進した発現をもたらし、ひいては、塩基性PRタンパク質の増加した発現をもたらす。サリチル酸とジャスモン酸とが互いに拮抗的に作用するということ、および、サリチル酸依存性防御経路またはジャスモン酸依存性防御経路のうちの一方の活性化により、他方の経路が不活性化されるということ、が信じられてきた。



植物免疫に影響を及ぼす物質は、農薬に対する代替物として使用される潜在性を有しており、また、これらは、環境に対する危険がより少ないものである。例えば、特開(JP-A)2006-137703号では、バチルス属に属する微生物を用いたイネ科植物の葉の発酵によって得られた植物免疫誘導物質が開示されている。さらに、植物自体の抵抗性を亢進させる技術の例としては国際公開WO2006/011788に開示されている方法があり、これは、サリチル酸、ジャスモン酸および/またはブラシノステロイドの全身性シグナル化合物に対する受容体をコードするDNA配列を含む遺伝子構築物を提供することを含む、病原生物に対する植物の抵抗性を増加させる方法である。

産業上の利用分野


本発明は植物防御活性化物質のためのスクリーニング方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも1つの候補物質から、植物の免疫応答を亢進させる植物防御活性化物質スクリーニングする方法であって、
植物防御システムのジャスモン酸依存性防御経路とサリチル酸依存性防御経路とが互いに独立して作用可能な植物細胞を、候補物質と接触させること、
前記植物細胞を、免疫応答を誘導する誘引物質と接触させること、および
免疫応答を示す指標に基づいて、前記誘引物質と接触させた後の前記植物細胞をアッセイし、当該アッセイの結果に基づいて、前記植物の免疫応答を亢進させる標的物質を選別すること、
を含み、
前記植物細胞が、前記免疫応答が誘導される場合に、前記ジャスモン酸依存性防御経路を阻害するのに不充分な量のサリチル酸を産生するかまたはサリチル酸を産生しない植物培養細胞である、方法。

【請求項2】
前記植物細胞がタバコBY-2細胞である、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記誘引物質が、生存可能微生物、微生物由来材料および毒素からなる群より選択される少なくとも1つの生物学的エリシターである、請求項1または請求項2に記載の方法。

【請求項4】
前記誘引物質が、PAMP(病原体関連分子パターン)、MAMP(微生物関連分子パターン)、MIMP(微生物誘導分子パターン)およびエリシチンからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】
前記誘引物質がクリプトゲインである、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】
前記指標が、サリチル酸選択的応答指標、ジャスモン酸選択的応答指標およびサリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】
前記指標がサリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標を含み、前記サリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標が前記植物細胞内のROS(活性酸素種)レベルである、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】
前記指標がサリチル酸選択的応答指標を含み、前記サリチル酸選択的応答指標がPR-1遺伝子の発現レベルである、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】
前記指標がジャスモン酸選択的応答指標を含み、前記ジャスモン酸選択的応答指標が、PDF1.2遺伝子、PR-4遺伝子、PR-1b遺伝子およびVSP2遺伝子からなる群より選択される少なくとも1つの遺伝子の発現レベルである、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】
前記アッセイが、ジャスモン酸選択的応答指標、サリチル酸選択的応答指標およびサリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標からなる群より選択される少なくとも2つの指標に基づく少なくとも2つのアッセイを含む、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】
前記アッセイすることが、
サリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標に基づいて、前記誘引物質と接触させた後の前記植物細胞をアッセイして、前記サリチル酸依存性防御経路または前記ジャスモン酸依存性防御経路のうちの少なくとも一方を活性化する一次候補物質を特定すること、ならびに
前記一次候補物質を、ジャスモン酸選択的応答指標およびサリチル酸選択的応答指標からなる群より選択される少なくとも1つの指標を用いる少なくとも1つのアッセイに供して、前記ジャスモン酸依存性防御経路を活性化する標的物質、または、前記サリチル酸依存性防御経路を活性化する標的物質を特定すること、
を含む、請求項10に記載の方法。

【請求項12】
前記アッセイすることが、
サリチル酸選択的応答指標またはジャスモン酸選択的応答指標のうちのいずれか一方に基づいて、前記誘引物質と接触させた後の前記植物細胞をアッセイして、用いられる指標に応じた前記サリチル酸依存性防御経路または前記ジャスモン酸依存性防御経路を活性化する一次候補物質を特定すること、および
前記一次候補物質を、サリチル酸選択的応答指標またはジャスモン酸選択的応答指標のうちの他方を用いるアッセイに供して、用いられる指標に応じた他方の経路を活性化する標的物質を特定すること、
を含む、請求項10に記載の方法。

【請求項13】
前記アッセイすることが、
サリチル酸/ジャスモン酸非選択的応答指標に基づいて、前記誘引物質と接触させた後の前記植物細胞をアッセイして、前記サリチル酸依存性防御経路または前記ジャスモン酸依存性防御経路のうちの少なくとも一方を活性化する一次候補物質を特定すること、
前記一次候補物質を、サリチル酸選択的応答指標またはジャスモン酸選択的応答指標のうちのいずれか一方に基づくアッセイに供して、用いられる指標に応じた前記サリチル酸依存性防御経路または前記ジャスモン酸依存性防御経路を活性化する二次候補物質を特定すること、および
前記二次候補物質を、サリチル酸選択的応答指標またはジャスモン酸選択的応答指標のうちの他方に基づくアッセイに供して、用いられる指標に応じた他方の経路を活性化する標的物質を特定すること、
を含む、請求項10または請求項11に記載の方法。

【請求項14】
以下の化合物1~5のうちの少なくとも1つを含む液体製剤または前記化合物1~5のうちの少なくとも1つを含む固体製剤で植物材料を処理することを含む、植物の免疫応答を亢進させる方法。
【化1】



【請求項15】
以下の化合物1~5のうちの少なくとも1つを含む、植物免疫応答亢進剤。
【化2】


国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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