木質形成を統御する因子の特定

• Project/Area Number: 18658069
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 林産科学・木質工学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 梅澤 俊明 Kyoto University, 生存圏研究所, 教授 (80151926)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 武文 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (60212148) ; 鈴木 史朗 京都大学, 生存基盤科学研究ユニット, 助教 (70437268) ; 柴田 大輔 かずさDNA研究所, 植物遺伝子第二研究室, 室長 (10370925)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: リグニン / ケイヒ酸モノリグノール経路 / 転写因子 / 遺伝子共発現ネットワーク解析 / シロイヌナズナ / 生合成 / 木質形成 / 代謝統御 / リグナン / 遺伝子共発現 / ネットワーク解析

Research Abstract

本研究の目的は、従来全く未解明の、木質の形成反応を統御する転写因子遺伝子を取得することと、転写因子遺伝子-酵素遺伝子転写ネットワーク統御システムを解明することである。この統御システムは、植物種を超えて一般性が高いとされているので、ここで得られる情報は、幅広い展開性と大きな波及効果を持つ。本研究では、木質形成を統御する転写因子遺伝子の取得の第一歩として、細胞壁成分や心材成分の生合成のうちリグニンとリグナンの生合成を選び、これらの代謝を統御する転写因子遺伝子の取得を行う。
本年度は、昨年度までの研究で得られたリグニン合成を制御する候補転写因子遺伝子の内からリグニン生合成を制御する転写因子の特定を行ない、その機能を検証した。その結果、数種のリグニン生合成制御に関わる転写因子を見出すことができた。
また、リグニン及びリグナン生合成における遺伝子発現統御ネットワーク解析の基点となる酵素遺伝子の特定を進めた。
以上の成果により、従来未解明の点が多く残されていた、細胞壁成分や心材成分の生合成代謝を統御する転写因子に関する解明が進んだ。

Research Products

• [Journal Article] Increasing fiber length and growth in transgenic tobacco plants containing a gene encoding the Eucalyptus camaldulensis HD-Zip class II transcription factor driven by a CaMV35S promoter (2009)
  • Author(s): Sonoda, T., T., Koita, H., Nakamoto-Ohta, S., Kondo, K., Suezaki, T., Ishizaki, Y., Nagai, K., Iida, N., Sato, S., Umezawa, T., Hibino, T.
  • Journal Title: Plant Biotechnology 26 Pages: 115-120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] At5g54160 gene encodes Arabidopsis thaliana 5-hydroxyycon feraldehyde 0-methyltransferase (2008)
  • Author(s): Nakatsubo, T., Kitamura, Y., Sakakibara, N., Mizutani, M., Hattori, T, Sakurai, N., Shibata, D., Suzuki, S., Umezawa, T.
  • Journal Title: J Wood Sci. 54 Pages: 312-317
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of 5-Hydxocyconiferaldehyde and caffeoyl CoA 0-methyltransferases in monolignol biosynthesis in Carthamus tinctorius (2008)
  • Author(s): Nakatsubo, I, Li, L, Hattori, T., Lu, S., Sakakibara, N., Chiang, V. L., Shimada, M., Suzuki, S., Umezawa, T.
  • Journal Title: Cellulose Chem. Technol. 41 Pages: 511-520
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of Arabidopsis thaliana Pinoresinol Reducse, a new type of enzyme involved in ligan biosynthesis (2008)
  • Author(s): Nakatsubo, T., Mizutani, M., Suzuki, S., Hattori, T., Umez wa, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 15550-15557
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metabolic engineering of lignin biosynthesis (2008)
  • Author(s): Umezawa, T., Suzuki, S.
  • Journal Title: Bioindustry (In press)
  • NAID: 130006997638
• [Journal Article] Biosynthesis of lignans and norlignans (2007)
  • Author(s): Umezawa, T., et. al.
  • Journal Title: J. Wood Science 53 Pages: 273-284
  • NAID: 10022024172
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biosynthesis of lignans and norlignans (2007)
  • Author(s): Umezawa, T., et al.
  • Journal Title: J.Wood Science 53(In press)
  • NAID: 10022024172
• [Presentation] Stereochemical Mechanisms for Lignan and Norlignan (2009)
  • Author(s): Tomoyuki Nakatsubo, Masaomi
  • Organizer: American Chemical Society 2009 Annual Meeting Anselme Payen Award Sympodium
  • Place of Presentation: Salt Lake City
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] 第二世代バイオ燃料開発における代謝物ネットワーク解析 (2009)
  • Author(s): 梅澤俊明
  • Organizer: 第112回生存圏シンポジウムメタボロミクスに基づく人類の生存基盤構築
  • Place of Presentation: 宇治市
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] 木化制御遺伝子が破壊されたシロイヌナズナ変異体における代謝物網羅解析 (2009)
  • Author(s): 鶴巻勇太, 鈴木史朗, 櫻井望, 服部武文, 鈴木秀幸, 柴田大輔, 梅澤俊明
  • Organizer: 第59回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 松本市
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] 細胞壁の代謝工学 -バイオマスリフアイナリーの構築に向けて- (2009)
  • Author(s): 梅澤俊明
  • Organizer: 京大セルロースリサーチグループ懇話会木質バイオマス成分の新しい魅力
  • Place of Presentation: 宇治市
  • Year and Date: 2009-02-03
• [Presentation] A novel 5-hydroxyconiferaldehyde/5-hydroxyconiferyl alcohol 0-methyltransferase for monolignol synthesis (2008)
  • Author(s): Toshiaki Umezawa, Tomoyuki Nakatsubo
  • Organizer: Ferulate 2008
  • Place of Presentation: Minneapolis
  • Year and Date: 2008-08-26
• [Presentation] Arabidopsis thaliana pinoresinol reductases control enantiomeric compositions of lariciresinol (2008)
  • Author(s): Tomoyuki Nakatsubo, Masaharu Mizutani, Shiro Suzuki, Takefumi Hattori, Toshiaki Umezawa
  • Organizer: Phytochemical Society of North America 2008
  • Place of Presentation: Pullman
  • Year and Date: 2008-06-27
• [Presentation] Subunit Composition of Hinokiresinol Synthase Controls Both Geometric and Enantiomeric Selectivities in Hinokiresinol Formation (2008)
  • Author(s): Masaomi Yamamura, Shiro Suzuki, Takehumi Hattori, Toshiaki Umezawa
  • Organizer: 1st International Conference of Plant Secondary Metabolism
  • Place of Presentation: Kunming
  • Year and Date: 2008-06-10
• [Presentation] リグニンの代謝制御による木質バイオマスの改良 (2008)
  • Author(s): 梅澤俊明, 鈴木史朗
  • Organizer: 薮田セミナー(日本農芸化学会)バイオマスデザインとリフアイナリー-競合から共存へ-
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] シロイヌナズナ花茎の二次壁形成時に発現する調節遺伝子の発現解析 (2007)
  • Author(s): 梅澤 俊明, 他
  • Organizer: 日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2007-08-08
• [Presentation] Populus trichocarpaにおけるCADおよびMYB遺伝子ファミリーの発現解析 (2007)
  • Author(s): 梅澤 俊明, 他
  • Organizer: 日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2007-08-08
• [Presentation] Characterization of Transcription Factors Controlling the Cinnamate/Mono-lignol Pathway by Gene-Coexpression Network Analysis of Microarray Data Sets (2007)
  • Author(s): Umezawa, T., et. al.
  • Organizer: The 10th International Conference of Biotechnol-ogy in the Pulp and Paper Industry
  • Place of Presentation: Madison, USA
  • Year and Date: 2007-06-11
• [Book] リグニンの代謝制御による木質バイオマスの改良(第二世代バイオ燃料の開発 (2009)
  • Author(s): 梅澤俊明
  • Total Pages: 250
  • Publisher: CMC出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LMSFPM/
• [Remarks]
  • URL: http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LMSFPM/