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METHOD FOR DETECTING PLANT STRESS AND METHOD FOR DETECTING PHOTOPROTEIN IN PLANT

Foreign code F190009861
File No. (S2018-0017-N0)
Posted date Jul 26, 2019
Country WIPO
International application number 2018JP039554
International publication number WO 2019082942
Date of international filing Oct 24, 2018
Date of international publication May 2, 2019
Priority data
  • P2017-205564 (Oct 24, 2017) JP
Title METHOD FOR DETECTING PLANT STRESS AND METHOD FOR DETECTING PHOTOPROTEIN IN PLANT
Abstract Provided is a method for the early detection of pest damage in a subject plant, such as a crop. A monitor plant is arranged in the vicinity of a subject plant, such as a crop, the monitor plant comprising a stress-responsive promoter and a photoprotein gene operably linked downstream of the stress-responsive promoter.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Plants, such as that found in vertebrate antibody reaction, such as phagocytosis by the immune system does not have a defense mechanism, which is worn by a different mechanism such as a pathogen attack with a hotspot. Plant, pathogen infected tissue part of the signal transmitted to the general, non-infected tissues to induce protection can be ready. A signal transmission path is transmitted to the systemic infection, there are a plurality of known and, as a representative, systemic acquired resistance signaling pathways, signal transduction pathway induced resistance, and systemic resistance induced signal transduction pathways and the like are present. In such a signal transmission path, a part of the plant tissue, infection by pathogens in the case where the stress or the like is received, then any signal material may be discharged from a site of infection, it is within the plant is not yet through with the infection site is reached, where the resistance to induce the expression of genes involved in the expression. This resistance as the material involved, the antimicrobial activity of a protein having its own PR, the cell wall to dissolve the glucanase and chitinase, toxic to microbes in a phytoalexin and the like. To this, induction of such resistance, the same plant takes place with respect to the individual has been considered. However, methyl jasmone, short chain aldehydes and isoprenoid such as a volatile component derived from the plant, plant-derived resistance of the air medium as a function of the signal and is found to exist, the same kind or different kinds of plants physically distant from each other by recognizing that the, biometric protection mechanism is activated so that the known (overhearing effect) becomes. Such as a technique utilizing the overheard of the plant, plant-derived plant resistance of the volatile material can be used as an inducing agent (Patent Document 1) have been reported. In addition, the plant response to stress is known to be weak and the light-emitting the living body, a plant pathogen attack when the stress is given to a method to observe the emission of a specific wavelength (Patent Document 2) or, an inducing agent (abscisic acid) and material stability (salicylic acid, jasmone acid) by measuring generated by the, plant disease resistance of the gate material inhibits the effect of stabilizing a plant the method of evaluating an (Patent Document 3) has been reported.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 対象植物のストレスを検出する方法であって、
 前記対象植物の近傍に、ストレス応答性プロモーター及び該ストレス応答性プロモーターの下流に作動可能に連結された発光タンパク質遺伝子を含むモニター植物を配置する工程、
 前記対象植物のストレスを可視化する工程、
を含み、ここで、前記対象植物のストレスの可視化が、前記対象植物がストレスに応答して放出する揮発性物質を前記モニター植物が受容すると、前記モニター植物において、ストレス応答性プロモーターが応答し、これにより、前記発光タンパク質が発現することによって行われることを特徴とする、方法。

[請求項2]
 前記ストレス応答性プロモーターが、PR1プロモーター、PR2プロモーター、PR3プロモーター、PR4プロモーター、PR5プロモーター、AOSプロモーター、VSP1プロモーター、VSP2プロモーター、HPLプロモーター、AtMYC2プロモーター、CYP83B1プロモーター、At2g24850プロモーター、LOX2プロモーター、IAR3プロモーター、GST5プロモーター、OPR3プロモーター、ERFプロモーター、THI2.1プロモーター、JAZ遺伝子群プロモーター、PDF1.2プロモーター、WRKYプロモーター、PAD4プロモーター、EDS1プロモーター、SID1プロモーター、EDS5プロモーター、BGL2プロモーター、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

[請求項3]
 前記発光タンパク質が、緑色蛍光タンパク質、黄色蛍光タンパク質、赤色蛍光タンパク質、シアン蛍光タンパク質、青色蛍光タンパク質などの蛍光タンパク質、生物発光タンパク質、化学発光タンパク質、ナノランタンなどのFRET技術を利用したタンパク質、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。

[請求項4]
 前記揮発性物質が、ジャスモン酸メチル、サリチル酸メチル、青葉アルコール、アロオシメン、テルペン類、ミルセン、(E,E)-4,8,12-トリメチルトリデカ-1,3,7,11-テトラエン(TMTT)、エステル類、アルデヒド類、芳香族化合物、2-ペンタノール、又はこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。

[請求項5]
 前記モニター植物が、シロイヌナズナ、コケ、ネコジャラシ、又はブラキポディウムであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。

[請求項6]
 植物における発光タンパク質を検出する方法であって、
 発光タンパク質遺伝子を含む植物の撮像画像から、前記発光タンパク質の発光波長の波長帯及び該植物の自家発光の波長帯を含む画像領域を特定する工程、及び
 前記特定された画像領域内に存在する発光タンパク質の発光波長信号のみを検出する工程、
を含むことを特徴とする、方法。

[請求項7]
 前記植物における発光タンパク質が、
 撮像される対象の生物が発する光の波長を含む波長帯の光の撮像画像から、前記生物が発する光の画像領域を検出する検出部と、
 前記検出された画像領域に基づいて前記撮像画像から前記生物の画像処理対象領域を抽出する画像処理対象領域抽出部と、
 前記撮像画像から特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル抽出部と、
 前記抽出された特異的シグナルの画像領域の中から、前記抽出された画像処理対象領域に含まれる特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル選択部と、
 を備える画像処理装置、
によって検出される、請求項6に記載の方法。

[請求項8]
 前記植物における発光タンパク質が、
 非サンプル生物とサンプル生物とが混在して配置され、
 前記サンプル生物が発する光の波長を含む波長帯の光を撮像する撮像部と、
 前記撮像部が前記サンプル生物を撮像した撮像画像から、前記サンプル生物が発する光の画像領域を検出する検出部と、
 前記検出された画像領域に基づいて前記撮像画像から前記サンプル生物の画像処理対象領域を抽出する画像処理対象領域抽出部と、
 前記撮像画像から特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル抽出部と、
 前記抽出された特異的シグナルの画像領域の中から、前記抽出された画像処理対象領域に含まれる特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル選択部と、
 を備える画像処理システム、
によって検出される、請求項6に記載の方法。

[請求項9]
 前記画像処理装置又は画像処理システムが、
 コンピュータに、
 撮像される対象の生物が発する光の波長を含む波長帯の光の撮像画像から、前記生物が発する光の画像領域を検出する検出機能と、
 前記検出された画像領域に基づいて前記撮像画像から前記生物の画像処理対象領域を抽出する画像処理対象領域抽出機能と、
 前記撮像画像から特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル抽出機能と、
 前記抽出された特異的シグナルの画像領域の中から、前記抽出された画像処理対象領域に含まれる特異的シグナルの画像領域を抽出する特異的シグナル選択機能と、
 を実現させるための画像処理プログラム、
を備えることを特徴とする、請求項7又は8に記載の方法。

[請求項10]
 前記モニター植物における発光タンパク質が、請求項6~9のいずれか1項に記載の方法によって検出されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の対象植物のストレスを検出する方法。

  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • UNIVERSITY OF TSUKUBA
  • Inventor
  • KINOSHITA, Natsuko
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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