著者

兼久 勝夫 Awan Rustamani Maqsood 鄭 文儀 積木 久明 白神 孝

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.3, no.1, pp.17-26, 1995

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Aphids sometimes severely infest wheat plants, mainly sucking phloem sap and disrupting tissues, and in a few cases act as virus vectors. There are resistant and susceptible varieties of wheat against aphids. DIMBOA (2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one) is a substance causing resistance to animals including aphids. The change in the amounts of DIMBOA with growth in eight wheat varieties was estimated in 1990 and 1991. Wheat seeds were sown at mid-November in the former year and harvested in mid-June. Aphids appeared from early April, increased with the growth of the wheat, and finally decreased with the senescence of the wheat. Rhopalosiphum maidis appeared early in the season, R. padi appeared late, Schizaphis graminum and Sitovion akebiae appeared intermittently in the season. S. graminum appeared more frequently on wheat than barley. DIMBOA was detected from wheat but not from barley. Gramine (N,N-dimethyl-indole-3-methanamine) was detected from barley, and is known as an important resistance substance. However gramine could not be detected in wheat. DIMBOA was found in higher amounts in young wheat, and gradually decreased with growth. A clear relationship between the aphid population and DIMBOA amounts could not be observed. However, all the wheat varieties used in this experiment seemed to have resistance against aphids. The resistance was compared with barley susceptible lines. DIMBOA was presumed to share the property of resistance with aconitic acid in wheat.コムギもオオムギと同様に系統・品種によってアブラシによる寄生の程度に差がみられた。数百のコムギ品種について、寄生程度の調査を1989年に予備的に行い、選別した8品種について、1990年と1991年にコムギの抵抗性物質とされているDIMBOAの消長を調べた。寄生程度の比較調査は1989年から1992年まで調べ、年と場所による変動を調べた。数千のオオムギの系統間においてはアブラムシ類の寄生数で百倍以上の差があり、抵抗性と感受性の系統を容易に選別できている。しかし、コムギにおいては数十倍の寄生数を示す系統は見出せなかった。系統間に年と場所での抵抗性と感受性の差が見られても、遺伝的であることが確認された系統はなかった。オオムギと比較して、供試した数百のコムギ系統の中には、アブラムシの寄生が非常に多い感受性系統はなく、供試した全てが多少とも抵抗性の形質を示した。コムギの抵抗性物質であるDIMBOAは冬期2月下旬で約1μg/g新鮮葉の含量であり、生育に伴って減少した。減少の程度は系統間で差が余りなかった。換言するとDIMBOAのない、あるいは極端に少量の系統はなく、全ての系統で抵抗性の一因となっていると考察された。コムギにおいては、オオムギで顕著な抵抗性物質と考えられているインドールアルカロイドのグラミンは検出されなかったが、オオムギで検出されなかったDIMBOAが顕著な抵抗性成分として検出され、これによって両ムギの質的な差異が示された。コムギはもう一つの抵抗性物質である水溶性のアコニット酸をオオムギの約10倍も含有しており、コムギではDIMBOAとアコニット酸の両者がアブラムシ抵抗性物質として作用していると考えられた。

著者

A.Rustamani Maqsood Kanehisa Katsuo Tsumuki Hisaaki Shiraga Takashi

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.1, no.1, pp.9-20, 1992

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Plant-feeding arthropods, in the course of evolution have adapted differentially to their plant host and thereby gained access to the available resource. Plants responded by developing chemicals and morphological defense to arthropods. Some secondary metabolic substances in plants have been assumed to be toxic or deter feeding. Aconitic acid in the barnyard-grass subspecies, Echinochloa oryzycola Vasing has been reported to be an active component against brown rice planthopper Nilapalvata lugens (Stal) (Kim et al. 1976). Aphids, Ropalosiphum padi. L., R. maidis (F.), Schizaphis graminum (Rondani)and Sitobion akeviae (Shinji), are important pests of barley (Hordeum vulgare L.) and wheat (Triticum aesstivum L.). On barley plants, more than seven aphids per stem causes yield loss (Hansen 1990). R. maidis sometimes severely infested corn plants (Zea mays L.), the leaves being wet by honeydew. Melanaphis sacchari (Zehntner) caused brownish decay of leaves of a susceptible line・ of sorghum Sorghum bicolor Moench. We examined the relation between aconitic acid contents and aphid densities in wheat, barley, corn, sorghum, barnyard grass and rice (Rustamani et al. 1992a). The plants containing larger amounts of aconitic acid showed a moderate degree of resistance to aphids. The findings obtained on additional lines in 1991, and on other components, such as DIMBOA (2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one), are reported herein.禾本科植物の葉に含まれているアコニット酸を抽出定量し、寄生性のアブラムシに対する耐性との関係を調べた。トウモコロシの16系統、典型的な抵抗性と感受性のソルガムの2系統、ヒエ類の3亜種、イネの2系統、オオムギの9系統とコムギの8系統について比較した。一般的に逆齢期の植物は老熟期の植物より高い含量であった。トウモコロシは全体として200μg/g以上を含有する系統が多く、アブラムシに対して耐性を示した。外部からトウモロコシアブラを導入し、そう推移とアコニット酸の関係を調べたところ、比較的耐性を示す系統は多量に含有し、アブラムが寄生し易い系統は少量であった。ヒエノアブラムシに耐性のソルガムの系統は感受性の系統の約2倍のアコニット酵を含量していた。タイヌビエのみがイヌビエ、ヒメタイヌビエ、イネのホウレイとアケボノと異なって、成熟するにつれてアコニット酸の含有量が増加していた。このことはトビイロウンカによって稲田が坪枯れの時にタイヌビエのみが青春としており、それはアコニット酸によるとの報告と一致している。オオムギは比較的少量のアコニット酸が検出され、耐性における作用は弱く、オオムギには特有のグラミンがあり、これがアブラムシに対する耐性の主要因に成っていると考えられた。コムギは少量のアコニットさん含有であり、グラミンは検出されなかった。数個の未同定の作用力不明の多量成分と摂取忌避作用の認められる微量のフェノール酸もあった。いくつかの成分が耐虫性成分であるが、アコニット酸も重要な要因と考えられた。

著者

山崎 良樹 今野 晴義

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.1, no.2, pp.p159-166, 1993-03

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テンサイ培養細胞には数種のα‐グルコシダーゼが存在している。相当量のα‐グルコシダーゼ活性は細胞破壊後、緩衝液と食塩で抽出されるが、まだかなりのα‐グルコシダーゼ活性が細胞残渣に含まれたままである。その酵素は、界面活性剤やS-S結合切断試薬では遊離されなかったが、細胞壁分解酵素により可溶化された。テンサイ培養細胞にスミチームCとペクトリアーゼY-23を作用させると、細胞はプロトプラストになり、細胞壁由来の成分のみを分離できた。可溶化された部分からα‐グルコシダーゼを硫安分画、セファクリルS-200HRカラムクロマトグラフィー、CM-セルロースカラムクロマトグラフィーにより精製した。本酵素は、マルトース、ニゲロース、マルトオリゴ糖、可溶性澱粉に良く作用したが、それらに比べ、イソマルトースに対する作用は弱かった。本酵素は、マルトオリゴ糖と可溶性澱粉にマルトースよりも強く作用した。本酵素以外にテンサイ培養細胞とテンサイ種子から数種類のα‐グルコシダーゼが単離されているが、本酵素の基質的特異性はそれらのものと異なっていた。

著者

井上 成信 松本 純一 前田 孚憲 光畑 興二 近藤 秀樹 田原 望武

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.4, no.2, pp.119-135, 1996

被引用文献数

1

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Orchid fleck virus(OFV) was isolated from Calanthe spp.(Cal. discolor,Cal. Bicolor,Cal. Hizen,Cal. triplicata,Cal longicalcarata,Cal Satusma) showing light-green and/or yellowish fleck mosaic on the leaves, which different from previously known viruses of Calanthe. OFV caused systemic infection in Calanthe, Chenopodium quinoa and Beta vulgasis var. cicla, and local infection in C.amaranticolor, C. murale, Spinacia oleracea, Tetragonia expansa, Nicotiana tabacum, N. clevelandii, N. glutinasa, N. rustica, Vigna unguiculata. C quinoa and T expansa are useful as indecator hosts and as a source of virus for inoculation, diagnosis and purification. Sap from C. quinoa was infective after dilution to 10-3 but not 10-4, after 10 min at 45 but not 50℃, and after 1 hr at 20℃ but not 2 hrs. For sap inoculation, it is best to use the homogenate of OFV-onfected leaves within about 7-8 min after homogenization in summer and within about 15 min in winter. The virus particles were bullet-shape or bacilliform, approximately 45-50×105-125 nm in a negatively stained praparations. In ultrathin sections, the viroplasms were observed in the nuclei, and the virus particles and the chracteristic spokewheel structures were found both in the nuclei and the cytoplasm. Antiserum (precipitin tiner:1/512) against the present virus reacted strongly with the isolates of OFV-Cy-50, similar to that of homologous virus. In agar gel diffusion tests, no spur formation occurred among Cal. 94-16 and OFV-Cy-50. In SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, one major band of Mr 55,000, probably viral nucleocapsid-protein, and three minor proteins were detected, similar to those of OFV・So from Cymbidium.1988年以来、山口・宮崎・鹿児島県で発生が認められたエビネ類(エビネ、タカネ、ヒゼン、サツマ、ツルラン、オナガエビネ)の葉に淡緑色~黄色斑紋のモザイク病の病原ウイルスを調べたところ、orchid fleck virusと同定された。本ウイルスは11科46種(54品種)の植物に汁液接種を行ったところ、エビネに感染して原株と同様の病班を生じたほか、C.quinoa,フダンソウに全身感染し、C.murale,ホウレンソウ、ツルナ、ササゲ、タバコ、N.clevelandii,N.glutinosa,N.rusticaの5科12種の植物に局部感染が認められた。本ウイルスの粒子はDN法試料で被膜のない弾丸型であり、またときに短桿菌型も存在したが、その大きさは長さが約105~125nm、幅約45~50nmであった。病葉の粗汁液を用いた希釈限度は10-3~10-4、不活性化温度は45~50℃、保存限度は1~2時間であった。ウイルスの汁液接種には、接種源植物としてC.quinoa またはツルナがよく、病葉磨砕後夏期では7分以内、冬期では15分以内の病汁液を供試すると接種検定によい結果が得られることが認められた。純化ウイルスを家兎に注射して、微滴法で力値512倍の抗血清が得られた。本抗血清はCymbidium から分離されたOFV・Cy-50とよく反応し、寒天ゲル内二重拡散法では Cal.94-16およびOFV・Cy-50の沈降帯が完全に融合した。ウイルスの構造蛋白質の分子量は約55Kであった。病細胞の超薄切片の電顕観察像には、閣内にviroplasmが認められ、その内部や周辺に層状に集塊あるいは散在した粒子が認められた。さらに核内や細胞質内に膜に包まれた車輪状の粒子集塊も見られた。OFVによる本病をエビネ類黄色斑紋モザイク病とした。

著者

岩佐 友彦 部田 英雄 武田 和義

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.5, no.1, pp.69-78, 1997

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Powdery mildew, caused by Erysiphe graminis DC. f. sp. hordei EM Marchal, is a serious disease of Barley (Hordeum vulgare L.). In this study, we used molecular markers to identify the chromosomal locations carrying genes for powdery mildew resistance and to estimate the effect of each gene. Doubled haploid lines derived from Steptoe×Morex (S/M), Harrington×TR306 (H/T) and their parental were inoculated with five powdery mildew strains. Several quantitative trait loci (QTL) controlling E. graminis resistance were found and lacated on chromosome 4H, 5H, 6H and 7H in S/M. On the other hand, no QTL was detected in H/T but Harrington had a major resistant gene (Mlg) for powdery mildew resistance. Maker-assisted selection was conducted to examine the effect of accumulation for mildew resistance. There was a significant interaction between QTLs lacated in 4H and 7H, which suggested the presence of an epistatic effect between these QTLs.オオムギ品種Steptoe×Morex (S/M)およびHarrington×TR306 (H/T)の2交雑組合せからバルボッサム法によって育成された倍加半数体(DH)系統を用い、オオムギうどんこ病菌h81、h83(S/M)、h9、h4およびk6(H/T)に対する抵抗性を調べ、抵抗性のデータとマーカー情報からオオムギうどんこ病抵抗性を支配する遺伝子の位置と効果をQTLマッピングにより推定した。その結果、S/Mでは各菌株に対して特異的に発現するいくつかの抵抗性遺伝子が4H、5H、6H、および7Hに見出された。一方、H/Tにおいてはいずれの菌株に対してもDH系統群の抵抗性スコアの分離比が抵抗性:罹病性=1:1に適合し、見出された遺伝子は抵抗性遺伝子Mlgと同一あるいは同座であるとみられた。

著者

木村 和義

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.2, no.2, pp.191-200, 1994

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The drying of leaves detached from 16 plants (mainly, vegetalbles) after artificial rainfall (mist)treatment was examined in a growth chamber(20℃,8 klux). Leaves detached from misted plants had a higher drying rate than those detached from non-misted plants. The promoting effect of mist on the dryint rate was increased with the increase in the duration of mist exposure. The degree of drying after mist exposure for 3 days or more was increased markedly. In almost all the plants,the weight of the leaves detached from the plants decreased to 10-20% of the initial weight 24 hours after a 5-day mist treatment, but 40-50% in cabbadge, chinese leek and welsh onion. In general, the degree of drying was greater in the young developing leaves or older leaves than in active young leaves. These findings suggested that the surface wax and cuticular of the leaf is injured by rainfall wetting, and that water discharge(transpitation) in the leaf is increased greatly.16種の植物を使って、降雨を受けた植物から切り離された葉の乾燥促進現象について、検討した。1)16種すべての植物において、雨を受けた植物から切り離した葉は、雨を受けない切葉よりも乾燥速度が大きくなった。この雨後の切葉の乾燥の速度は植物種により差がみられるが、降雨期間が長くなるとともに大きくなり、一般に3日以上の降雨で切葉の乾燥の促進が著しくなる傾向がみられた。2)夏季の実験では、キュウリ、カボチャ、トマト、スイカ、メロン、インゲンマメで雨後の切葉の乾燥速度が早く、無処理葉との差が大きいが、ナス、シソではいくらか遅く、その差が少ない傾向がみられた。冬季の実験ではシュンギク、ダイコン、ホウレンソウ、タイサイ、ヒロシマナで降雨後の切葉の乾燥速度が早いが、キャベツ、ネギ、ニラでは乾燥速度が遅く、無処理葉との差が小さい傾向がみられた。3)葉位別乾燥速度は植物種によって多少異なるが、一般に展開直後の若い葉、または葉齢の進んだ成熟葉は、活動の盛んな葉よりも雨濡れによる乾燥速度が大きくなる傾向がみられた。

著者

兼久 勝夫

出版者

岡山大学資源生物科学研究所

雑誌

岡山大学資源生物科学研究所報告 (ISSN:0916930X)

巻号頁・発行日

vol.4, no.1, pp.9-23, 1996

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The secretion of defensive substances by more than 250 species of carabid and brachinid beetles was investigated, and discussed from a phylogenetical viewpoint. The morphological of secretion glands and secreted components were identified in the genus level. Specific subgenus and species had peculiar characteristics. The pair of defensive organs consisted of many small synthetic lobes, large reservoirs, collecting ducts from lobes to reservoirs and secretion ducts from reservoirs. The pair dust opened at the last sternal intersegmental membrane. There was species specificity in the reservoir shape, synthetic lobe shape and entering site of the collecting ducts into reservoirs. The spherical shape lobes produced short chain fatty acids, the elongated shape lobes produced m-cresol and the thick board shape lobes produced benzoquinones. Two types of fatty acid-secreting beetles were found, one secreted formic acid, and the other mixed short chain fatty acids. These short chain fatty acids were metabolized from some amino acids, methacrylic acid was from valine; tiglic acid, α-ethyacrylic acid and angelic acid were from isoleucine; senecioic acid was from leucine and crotonic acid was from lysine. These unasaturated acids were sometimes detected with a trace amount of corresponding saturated acids. A few species secreted larger amounts of saturated acids with a trace amounts of unsaturated acids. Fatty acid composition was generally genus-specific. In a few cases, however, species-specific acid composition was also observed. m-Cresol-secreting beetles were observed only in Panagaeni and Chlaeniini except subgenus Chlaenius Chlaeniini except subgenus Chlaenius Chlaeniellus beetle. 1,4-Benzoquinone and 2-methyl-1,4-benzoquinone-secreting beetles were observed in subgenus C. Chlaeniellus. This beetle secreted these substances at body temperature from a reservoir with no sound. Brachinidae beetles, called bombardier beetles, have a pair of brownish reaction chamber connected with a reservoir. They sprayed the two benzoquinones at about 100℃ making sound.オサムシ科とクビボソゴミムシ科の防御物質の分泌について系統分類学の視点から250種以上を調べた。属レベル共通性が見られたが、中には亜属や種での特異性のある成分が検出された。防御物質の分泌に関する器官は左右一対の多数の小型の生合成器官、大きな貯蔵囊、それをつなぐ輸送管と末端環節間膜に開孔する分泌管より構成されていた。体の大小、管の嵌入場所や貯蔵囊の形などで、種による特徴があったが、生合成器官の形に相応して生成物質に特徴があった。すなわち、球形器官は短鎖有機酸を、紐状器官はメタクレゾールを、板状器官はベンゾキノンを生成した。有紀酸の分泌種としてはギ酸分泌種があり、この類にあっては副成分として2トリデカノンを含む類とエステルを含む類があった。オサムシ族、ナガゴミムシ族その他かなり多くの種類は分岐アミノ酸であるバリン、イソロイシンとロイシンやリジンから生成されるメタアクリル酸、チグリン酸、エチルアクリル酸、セネシオ酸やクロトン酸と各々の飽和酸の幾つかを構成成分としていた。一般的に属レベルで同じ成分が多かったが、例外的に種の特異性成分もあった。メタクレゾールはキベリアオゴミムシ亜属を例外とするアオゴミムシ類とヨツボシゴミムシ類で検出された。ベンゾキノン類はキベリアオゴミムシ亜属が分泌し、亜属で特徴を示した。この類は貯蔵囊のみからの体温での分泌であった。クビボソゴミムシ科もキベリアオゴミムシ類と同じ組成のベンゾキノンを分泌するが、貯蔵囊に接して茶褐色をした酸化反応室を有し約100℃の高温噴射を爆発音と共に行った。