Study on a shoot branching inhibiting hormone derived from strigolactone biosynthesis pathway

• Project/Area Number: 15K07093
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: Nomura Takahito 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 植物ホルモン / ストリゴラクトン / 生合成 / 酵素 / P450 / 枝分かれ / 活性本体

Outline of Final Research Achievements

Strigolactones (SLs) function as host recognition signals for root parasitic plants and symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere and as plant hormones regulating shoot branching in plants. In spite of such important physiological functions in agricultural production, its biosynthetic pathway has not been elucidated. In this study, the functions of SL biosynthetic enzymes MAX1 and LBO were analyzed. As a result, it has been shown that a biosynthetic pathway for two-ring SL derivatives led by MAX1 and LBO exists in plants.

Research Products

• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学リバーサイド校(米国)
• [Int'l Joint Research] クイーンズランド大学(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] INRA(フランス)
• [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] Which are the major player, canonical or non-canonical strigolactones? (2018)
  • Author(s): Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takaya Kisugi, Takahito Nomura, Yoshifumi Nakatani, Kohki Akiyama, Christopher S. P. McErlean
  • Journal Title: Journal of Experimental Botany Volume: 69 Issue: 9 Pages: 2231-2239
  • DOI: 10.1093/jxb/ery090
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Methyl zealactonoate, a novel germination stimulant for root parasitic weeds produced by maize (2017)
  • Author(s): Xie X., Kisugi T., Yoneyama K., Nomura T., Akiyama K., Uchida K., Yokota T., McErlean C.S.P., Yoneyama K.
  • Journal Title: Journal of Pesticide Science Volume: 42 Issue: 2 Pages: 58-61
  • DOI: 10.1584/jpestics.D16-103
  • NAID: 130006894846
  • ISSN: 1348-589X, 1349-0923
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/b410a954-528c-4fc5-8e20-f131c35399e1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] LATERAL BRANCHING OXIDOREDUCTASE acts in the final stages of strigolactone biosynthesis in Arabidopsis (2016)
  • Author(s): Brewer, P.B., Yoneyama, K., Filardo, F., Meyers, E., Scaffidi, A., Frickey, T., Akiyama, K., Seto, Y., Dun, E.A., Cremer, J.E., Kerr, S.C., Waters, M.T., Flematti, G.R., Mason, M.G., Weiller, G., Yamaguchi, S., Nomura, T., Smith, S.M., Yoneyama, K., Beveridge, C.A.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 113 Issue: 22 Pages: 6301-6306
  • DOI: 10.1073/pnas.1601729113
  • 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] Strigolactones are transported from roots to shoots, although not through the xylem (2015)
  • Author(s): Xie X., Yoneyama K., Kisugi T., Nomura T., Akiyama K., Asami T., Yoneyama K.
  • Journal Title: Journal of Pesticide Science Volume: 40 Issue: 4 Pages: 214-216
  • DOI: 10.1584/jpestics.D15-045
  • NAID: 130005111001
  • ISSN: 1348-589X, 1349-0923
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シダ植物におけるストリゴラクトン生合成 (2018)
  • Author(s): 依田彬義、佐藤智康、米山香織、謝 肖男、森 愛美、秋山康紀、横田孝雄、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] トマトのソラナコール生合成における芳香環形成経路 (2018)
  • Author(s): 野上香奈、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] ミヤコグサ5DS 生合成におけるMAX1下流経路の解析 (2018)
  • Author(s): 森 愛美、米山香織。謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] 新規ストリゴラクトン生合成阻害剤の探索 (2018)
  • Author(s): 伊藤晋作、川田紘二郎、新井美乃里、佐藤美咲、久家滉太、佐々木康幸、野村崇人、浅見忠男、矢嶋俊介
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] ポプラの根浸出物に含まれるストリゴラクトンの同定および構造解析 (2018)
  • Author(s): 下野 叡、松下明真、米山香織、岡本昌憲、野村崇人、米山弘一、謝 肖男
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] ストリゴラクトン生合成におけるMAX1酵素の進化 (2018)
  • Author(s): 野村崇人、米山香織、佐藤智康、依田彬義、謝 肖男、森 愛美、秋山康紀、岡田憲典、横田孝雄、米山弘一
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会
• [Presentation] 水酸化カーラクトン誘導体はストリゴラクトン生合成におけるMAX1とLBOの基質候補である (2018)
  • Author(s): 米山香織、秋山康紀、森 愛美、謝 肖男、山内 聡、西脇 寿、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会
• [Presentation] Distribition of canonical and non‐canonical strigolactones in the plant kingdom (2017)
  • Author(s): Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Kohki Akiyama and Christopher S. P. McErlean
  • Organizer: 第2回国際ストリゴラクトン会議
  • Place of Presentation: イタリア・トリノ
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characterization of lateral branching oxidoreductase involved in strigolactone biosynthesis (2017)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Phillip B. Brewer, Kohki Akiyama, Xiaonan Xie, Christine Beveridge, Koichi Yoneyama and Takahito Nomura
  • Organizer: 第2回国際ストリゴラクトン会議
  • Place of Presentation: イタリア・トリノ
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characterization of MAX1 orthologs involved in strigolactone biosynthesis (2017)
  • Author(s): Takahito Nomura, Kaori Yoneyama, Narumi Mori, Tomoyasu Sato, Xiaonan Xie, Shinjiro Yamaguchi, Kohki Akiyama and Koichi Yoneyama
  • Organizer: 第2回国際ストリゴラクトン会議
  • Place of Presentation: イタリア・トリノ
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characterization of PsMAX1 and PsLBO in Pisum sativum (2017)
  • Author(s): Akiyoshi Yoda, Kaori Yoneyama, Narumi Mori, Mutsumi Saito, Xiaonan Xie, Alexandre de Saint Germain, Catherine Rameau, Christine Beveridge, Kohki Akiyama, Koichi Yoneyama and Takahito Nomura
  • Organizer: 第2回国際ストリゴラクトン会議
  • Place of Presentation: イタリア・トリノ
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] キク科植物が生産する新奇ストリゴラクトンの探索 (2017)
  • Author(s): 松下明真、松田一彦、野村崇人、米山弘一、謝 肖男
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ストリゴラクトン生合成におけるMAX1 ホモログの機 能解析 (2017)
  • Author(s): 佐藤智康、米山香織、森 愛美、齋藤睦美、謝 肖男、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ストリゴラクトン生合成におけるLBO ホモログの機能解析 (2017)
  • Author(s): 依田彬義、米山香織、森 愛実、Philip Brewer、謝 肖男、Christine Beveridge、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ミヤコグサのストリゴラクトン生合成における新規 MAX1 産物の同定 (2017)
  • Author(s): 森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ソラナコール型カーラクトン類のトマトMAX1 および LBO による変換 (2017)
  • Author(s): 野上香奈、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] MAX1 とLBO により導かれるストリゴラクトン生合成経路 (2017)
  • Author(s): 野村崇人、米山香織、森 愛実、謝 肖男、秋山康紀、米山弘一
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
  • Invited
• [Presentation] Biochemical characterization of 2-oxoglutarate dependent dioxygenase LBO involved in strigolactone biosynthesis (2017)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Phillip Brewer, Kohki Akiyama, Akiyoshi Yoda, Xionan Xie, Yoshiya Seto, Shinjiro Yamaguchi, Christine Beveridge, Koichi Yoneyama, Takahito Nomura
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] イヌカタヒバMAX1の酵素機能 (2017)
  • Author(s): 佐藤智康、米山香織、森 愛美、謝 肖男、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] シダ植物が生産するストリゴラクトン (2017)
  • Author(s): 依田彬義、謝 肖男、米山香織、横田孝雄、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [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: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] ストリゴラクトン分泌における隣接植物の影響 (2017)
  • Author(s): 町田真、謝肖男、米山弘一、野村崇人、米山香織
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] イオンモビリティMSを用いたストリゴラクトンの立体異性体の分析 (2017)
  • Author(s): 謝 肖男、米山香織、岡本昌憲、野村崇人、米山弘一
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] トマトにおけるソラナコール型カーラクトン類の変換 (2017)
  • Author(s): 野上香奈、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] ミヤコグサ5DS生合成におけるMAX1下流経路の解析 (2017)
  • Author(s): 森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 植物化学調節学会第52回大会
• [Presentation] シロイヌナズナにおける新奇ストリゴラクトン生合成酵素LBOの機能解析 (2016)
  • Author(s): 米山香織、Philip Brewer、秋山康紀、依田彬義、謝 肖男、瀬戸義哉、山口信次郎、Christine Beveridge、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会第51回大会
  • Place of Presentation: 高知大学
  • Year and Date: 2016-10-29
• [Presentation] ストリゴラクトン生合成酵素MAX1の機能多様性 (2016)
  • Author(s): 米山香織、森 愛実、秋山康紀、佐藤智康、齋藤睦美、謝 肖男、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会第51回大会
  • Place of Presentation: 高知大学
  • Year and Date: 2016-10-29
• [Presentation] ミヤコグサにおけるMAX1の下流で働く新規ストリゴール型ストリゴラクトン生合成酵素の存在 (2016)
  • Author(s): 森 愛美、謝 肖男、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 植物化学調節学会第51回大会
  • Place of Presentation: 高知大学
  • Year and Date: 2016-10-29
• [Presentation] Biochemical Characterization of More Axillary Growth in Strigolactone Biosynthesis (2016)
  • Author(s): Takahito Nomura
  • Organizer: 第22回国際植物生長物質会議
  • Place of Presentation: カナダ・トロント
  • Year and Date: 2016-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Are non-canonical strigolactones major players? (2016)
  • Author(s): Koichi Yoneyama, Kohki Akiyama, Christopher McErlean, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura
  • Organizer: 第22回国際植物生長物質会議
  • Place of Presentation: カナダ・トロント
  • Year and Date: 2016-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characterization of LATERAL BRANCHING OXIDOREDUCTASE involving strigolactone biosynthesis in Arabidopsis (2016)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Kohki Akiyama, Phillip Brewer, Christine Beveridge, Yoshiya Seto, Shinjiro Yamaguchi, Xionan Xie, Koichi Yoneyama, Takahito Nomura
  • Organizer: 第22回国際植物生長物質会議
  • Place of Presentation: カナダ・トロント
  • Year and Date: 2016-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of phosphate and other plant hormones on strigolactone production (2016)
  • Author(s): Kaori Yoneyama, Koichi Yoneyama, Takahito Nomura
  • Organizer: 第22回国際植物生長物質会議
  • Place of Presentation: カナダ・トロント
  • Year and Date: 2016-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ミヤコグサが生産する新規ストリゴラクトンの探索 (2016)
  • Author(s): 謝 肖男、松下明真、米山香織、内田健一、横田孝雄、野村崇人、秋山康紀、米山弘一
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] A環が水酸化されたCLのMAX1酵素及び植物による変換産物の解析 (2016)
  • Author(s): 森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [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、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] ストリゴラクトン生合成におけるMAX1酵素の機能的多様性 (2016)
  • Author(s): 米山香織、森 愛実、謝 肖男、来生貴也、大西利幸、李 偉強、吉田聡子、白須 賢、山口信次郎、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学（岩手県・盛岡市）
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] ストライガMAX1の機能解析 (2015)
  • Author(s): 米山香織、森 愛実、李 偉強、謝 肖男、瀬戸義哉、吉田聡子、白須 賢、秋山康紀、山口信次郎、米山弘一、野村崇人
  • Organizer: 植物化学調節学会第50回大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2015-10-23
• [Presentation] ストリーゴール型ストリゴラクトン生産植物であるミヤコグサ及びワタのMAX1酵素の機能解析 (2015)
  • Author(s): 森 愛美、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
  • Organizer: 植物化学調節学会第50回大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2015-10-23
• [Presentation] シダ植物イヌカタヒバが生産するストリゴラクトンの探索 (2015)
  • Author(s): 山口 慎、米山弘一、野村崇人、謝 肖男
  • Organizer: 植物化学調節学会第50回大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2015-10-23