ストリゴラクトン生合成の調節メカニズムに関する研究

• Project/Area Number: 15J40043
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Ehime University (2017); Utsunomiya University (2015-2016)
• Principal Investigator: 米山 香織 愛媛大学, 農学部, 助教
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ストリゴラクトン / リン

Outline of Annual Research Achievements

ストリゴラクトン（SL）は、植物自身の生長制御と同時に、植物の生長を促す有用微生物（AM菌、根粒菌）、植物の生長を阻害する根寄生植物との相互作用にも関与していることから、農業生産性の向上に資する極めて重要な生理活性物質である。リンや窒素がSL生産・分泌に影響を与えることが明らかになっているものの、リンや窒素がSL生産・分泌をどのように制御しているのか詳細は不明である。本研究では、SL生合成の制御における、植物ホルモン、スクロース、およびリン(P)の相互作用の解明を行うことにより、未だに不明な点が多いSL生合成の調節メカニズムの解明を目的として研究を行ってきた。
本年度、所属の変更に伴い、これまで使用していたものとは異なる土壌資材および植物培養環境下で、シロイヌナズナ（Col-0およびSL生合成/受容シグナル伝達欠損変異体）を培養したところ、植物体の生育が非常に良好となり（地上部バイオマスの増加）、地上部枝分かれの数が顕著に増加した。しかしながら残念なことに、内生SL含量の顕著な低下が認められた。AM菌の宿主植物では、リン酸欠乏条件下でSLの分泌が促進される。一方、AM菌の非宿主であるシロイヌナズナでは、リン酸欠乏では内生SL含量が増加しないことが報告されていた。今回、ナズナの生育が良好であったことから、土壌養分がリッチな条件であったことが推察される。すなわち、シロイヌナズナも、栄養条件に反応し、SL生産の制御を受けている可能性が示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] クイーンズランド大学(オーストラリア)
• [Journal Article] Conversion of carlactone to carlactonoic acid is a conserved function of MAX1 homologs in strigolactone biosynthesis. (2018)
  • Author(s): Yoneyama K, Mori N, Sato T, Yoda A, Xie X, Okamoto M, Iwanaga M, Ohnishi T, Nishiwaki H, Asami T, Yokota T, Akiyama K, Yoneyama K, Nomura T.
  • Journal Title: New Phytol. Volume: 218 Issue: 4 Pages: 1522-1533
  • DOI: 10.1111/nph.15055
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structure- and stereospecific transport of strigolactones from roots to shoots (2016)
  • Author(s): Xie X., Yoneyama K., Kisugi T., Nomura T., Akiyama K., Asami T., Yoneyama K.
  • Journal Title: Journal of Pesticide Science Volume: 41 Issue: 2 Pages: 55-58
  • DOI: 10.1584/jpestics.D16-009
  • NAID: 130005152443
  • ISSN: 1348-589X, 1349-0923
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] LATERAL BRANCHING OXIDOREDUCTASE acts in the final stages of strigolactone biosynthesis in Arabidopsis (2016)
  • Author(s): Philip Brewer, Kaori Yoneyama et al
  • Journal Title: Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 不明
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Shoot-derived siganals other than auxin are involved in systemic regulation of strigolactone production in roots (2015)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Takaya Kisugi, Xiaonan Xie, Ryota Arakawa, Tatsuhiro Ezawa, Takahito Nomura, Koichi Yoneyama
  • Journal Title: Planta Volume: 241 Issue: 3 Pages: 687-698
  • DOI: 10.1007/s00425-014-2208-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Difference in Striga -susceptibility is reflected in strigolactone secretion profile, but not in compatibility and host preference in arbuscular mycorrhizal symbiosis in two maize cultivars (2015)
  • Author(s): Kaori Yoneyama; Ryota Arakawa; Keiko Ishimoto; Hyun Il Kim; Takaya Kisugi; Xiaonan Xie; Takahito Nomurat; Fred Kanampiut; Takao Yokota; Tatsuhiro Ezawa; Koichi Yoneyama
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 206(3) Issue: 3 Pages: 983-989
  • DOI: 10.1111/nph.13375
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Hydroxycarlactone derivatives are potential substrates for MAX1 and LBO in strigolactone biosynthesis (2018)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Kohki Akiyama, Narumi Mori, Xiaonan Xie, Satoshi Yamauchi, Hisashi Nishiwaki, Koichi Yoneyama, Takahito Nomura
  • Organizer: 植物生理学会
• [Presentation] シロイヌナズナにおける内生ストリゴラクトンの同定 (2017)
  • Author(s): 米山香織、秋山康紀、森 愛美、謝 肖男、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会
• [Presentation] Biochemical Characterization of MAX1 and LBO in Strigolactone Biosynthesis (2017)
  • Author(s): Kaori Yoneyama
  • Organizer: Phytogene symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Effects of phosphate and other plant hormones on strigolactone production (2016)
  • Author(s): Kaori Yoneyama
  • Organizer: 22nd International Conference on Plant Growth Substances
  • Place of Presentation: トロント、カナダ
  • Year and Date: 2016-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] イネのストリゴラクトン生産におけるリンとサイトカイニンの影響 (2016)
  • Author(s): 米山香織
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] ストライガMAX1の機能解析 (2015)
  • Author(s): 米山香織
  • Organizer: 植物科学調節学会第50回記念大会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2015-10-23
• [Presentation] イネのストリゴラクトン生合成におけるリンとサイトカイニンの相互作用 (2015)
  • Author(s): 米山香織
  • Organizer: 第１回植物栄養研究会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2015-09-04