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発芽種子の糖代謝プロファイリングに基づく根寄生雑草の新規防除法の開発

Research Project

Project/Area Number 13J00683
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

若林 孝俊  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords寄生植物 / ヤセウツボ / プランテオース / ノジリマイシン / 糖代謝 / ヤセウッボ / メタボロミクス
Outline of Annual Research Achievements

前年度までにヤセウツボ種子中の,三糖プランテオース代謝経路中のスクロースの分解がノジリマイシン亜硫酸付加物 (NJ) の添加により抑制され,その結果,発芽が阻害されることを見出した.本年度は前年度に計画していた「スクロース分解抑制による発芽阻害の分子機構の解析」として,NJ が及ぼすスクロース分解酵素インベルターゼへの影響の調査,及び,次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を実施した.
インベルターゼの活性を試験するため,発芽種子より粗タンパク質を抽出し,粗酵素,NJ および基質となるスクロースを混合し,NJ 存在下でインベルターゼ活性が減少するかを検証した.しかしながら,NJ が存在した場合でもインベルターゼ活性はコントロールと比較して変化がなかった.一方で,NJ 処理処理種子から粗酵素を抽出しインベルターゼ活性を測定したところ,その活性は発芽種子の場合よりも低いという結果を得た.またその活性低下は液胞型酸性インベルターゼ,細胞壁型酸性インベルターゼで顕著であった.従って,NJ はこれらのインベルターゼの転写,翻訳,翻訳後修飾のいずれかの過程を阻害しているものと考えられた.
トランスクリプトーム解析では,発芽種子と NJ 処理種子で各処理後時間における遺伝子発現の比較を行った結果,NJ 処理によっていずれかの組み合わせで下方制御されたコンティグが 122 個,上方制御されたコンティグが 33 個見出された.特に下方制御されたコンティグ中には,糖輸送体である SWEET や beta-amylase, beta-1,4-xylosyltransferase など多糖の分解や細胞壁多糖の合成に関わる遺伝子が含まれていたことから,NJ 処理が複数の糖質関連酵素遺伝子の発現に影響を与えることが明らかとなった.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Planteose as a storage carbohydrate required for early stage of germination of Orobanche minor and its metabolism as a possible target for selective control2015

    • Author(s)
      Wakabayashi T, Benesh J, Yasumoto S, Akashi T, Aoki T, Harada K, Muranaka S, Bamba T, Fukusaki E, Takeuchi Y, Yoneyama K, Muranaka T, Sugimoto Y and Okazawa A.
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 3085-3097

    • DOI

      10.1093/jxb/erv116

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 代謝解析による寄生雑草防除法の開発2014

    • Author(s)
      岡澤敦司, 若林孝俊
    • Journal Title

      生物工学会誌

      Volume: 92 Pages: 549-552

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 根寄生雑草発芽阻害剤ノジリマイシンが及ぼすプランテオース代謝への影響2014

    • Author(s)
      若林孝俊,杉本幸裕,村中俊哉,岡澤敦司
    • Organizer
      日本植物細胞分子生物学会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2014-08-21 – 2014-08-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control2014

    • Author(s)
      Takatoshi Wakabayashi, Shuhei Yasumoto, Tomoyoshi Akashi, Toshio Aoki, Yukihiro Sugimoto, Daisaku Ohta, Toshiya Muranaka, Atsushi Okazawa
    • Organizer
      ACS 248th National meeting, Sci-Mix
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA
    • Year and Date
      2014-08-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control2014

    • Author(s)
      Takatoshi Wakabayashi, Shuhei Yasumoto, Tomoyoshi Akashi, Toshio Aoki, Yukihiro Sugimoto, Daisaku Ohta, Toshiya Muranaka, Atsushi Okazawa
    • Organizer
      13th IUPAC International Congress of Pesticide Chemistry
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 根寄生雑草の選択的防除法確立に資するヤセウツボ発芽時の塘代謝に関する研究2013

    • Author(s)
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉, 岡澤敦司
    • Organizer
      植物化学調節学会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2013-10-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ノジリマイシンの糖代謝阻害による根寄生雑草選択的な発芽抑制2013

    • Author(s)
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉. 岡澤敦司
    • Organizer
      日本植物細胞分子生物学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2013-09-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] INHIBITORY EFFECT OF NOJIRIMYCIN ON GERMINATION AND SUGAR METABOLISM OF A BROOMRAPE.2013

    • Author(s)
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉, 岡澤敦司
    • Organizer
      12^<th> World Congress on Parasitic Plants
    • Place of Presentation
      Sheffield, UK
    • Year and Date
      2013-07-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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