| Project/Area Number |
21H02126
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中嶋 正敏 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50237278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 和馬 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (10547722)
岡田 憲典 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20312241)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | カラムナー樹形 / レトロポゾン / ジベレリン / 異所発現 / ジオキシゲナーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
リンゴには枝が横に拡がらず、柱状（カラムナー性）を呈する突然変異種が知られる。申請者らはこの樹形発現をもたらす原因遺伝子（DOX-Co）を特定し、遺伝子産物が植物の草丈を制御するホルモン・ジベレリンの活性化妨害作用を持つことを見出した。一般的なジベレリン代謝酵素群とは系統樹上で隔たりがあることから、本来は別機能を持つと考えられる。その機能を解明したい。他方、カラムナー品種では原因遺伝子の異所発現がレトロポゾンの挿入に起因しており、その発現制御機構を解明したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大きく分けて2つのアプローチ①・②を展開してきた。①：リンゴDOX-Coの本来機能の解明では、前年度構築のGC-MSを用いて行うDOX-Co阻害能を有する化合物の選抜を展開して、化合物ライブラリーからの本格的なスクリーニングを実施した。依然としてスクリーニング自体は継続して行う一方で、選抜した阻害剤候補化合物を対象として、GA 3-oxidaseやGA 2-oxidaseなどDOX-Coと同様にジベレリンを基質に用いる生合成・代謝に関わるリコンビナント酵素群の調製を図り、その酵素活性に対する化合物添加の影響度を調べることにより阻害作用の選択性について評価した。また、リンゴ以外の植物体からDOX-Coと同機能を持つ分子種の検出が奏功し、当該酵素をコードしている遺伝子の発現特性、すなわち時期や部位に関する情報を得た。②：リンゴDOX-Co遺伝子の発現制御機構の解明およびリンゴ由来ジベレリン生合成酵素の性状解析では、すでに実施済みであるRNAseqデータを参照して絞り込んだ「DOX-Co遺伝子異所発現に関与し得る転写因子候補」を対象として、タンパク質コード領域に関する情報を収集し、関連候補を選抜した。その結果、発現上昇している因子としては、bZIP型、NAC型、bHLH型転写因子が、また、発現減少しているものとしてはMYB型、ERF型、WRKY型転写因子が複数個リストアップできた。また、発現上昇を示す遺伝子の中には、植物のストレス応答や病害抵抗性を司る植物ホルモン・ジャスモン酸の生合成遺伝子が多く含まれており、活性型ジベレリン内生量の減少との関係性が示唆されたことから、上述のカラムナーで変動した転写因子に制御されるターゲットとして、リンゴDOX-Co遺伝子と共にジャスモン酸関連の生合成・代謝遺伝子について、今後、実験的な検討の余地がある。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
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[Presentation] 棒状樹形を呈するリンゴ突然変異体原因酵素の選択的阻害剤創製研究2024
Author(s)
井上太喜, 北島裕大, 岡本啓祐, 長野玄知, 高橋郁夫, 川田紘次郎, 宮崎翔, 岡田憲典, 浅見忠男, 岡田和馬, 中嶋正敏
Organizer
日本農芸化学会
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[Presentation] The gene product linked to columnar tree shape in apples decreases the presence of biologically active gibberellin2023
Author(s)
Masatoshi Nakajima, Daichi Watanabe, Ikuo Takahashi, Naiyanate Jaroensanti-Tanaka, Sho Miyazaki, Kai Jiang, Masaru Nakayasu, Masato Wada, Tadao Asami, Masaharu Mizutani, Kazuma Okada
Organizer
The 24th International Conference on Plant Growth Substances
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Int'l Joint Research
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[Presentation] リンゴ円柱状樹形の原因遺伝子産物はジベレリンの12位水酸化反応を触媒する2021
Author(s)
中嶋 正敏, 渡辺 大智, 高橋 郁夫, Jaroensanti-Takana Naiyanate, 宮崎 翔, 姜 凱, 中安 大, 和田 雅人, 浅見 忠男, 水谷 正治, 岡田 和馬
Organizer
植物化学調節学会 第56回大会
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