真の枝分かれ抑制ホルモンの化学構造、生理機能、生合成経路の解明
| Project/Area Number |
23K21177
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| Project/Area Number (Other) |
21H02125 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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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 | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
謝 肖男 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (30610323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米山 香織 埼玉大学, 研究機構, 准教授 (20769997)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | ストリゴラクトン / 植物ホルモン / 生理活性物質 |
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| Outline of Research at the Start |
植物ホルモンとは、植物自身がつくり出し、微量で作用し、その物質の化学的活性本体と生理作用が明らかにされたものである。しかしながら、植物ホルモンの仲間入りをしたストリゴラクトン(strigolactone, SL)が、植物地上部枝分かれ抑制などの生理作用が報告されているものの、枝分かれ抑制ホルモンの活性本体(Branching Inhibitory Hormone, BIH)は未だに不明なままである。本研究では、BIHの単離と構造確定、BIHの生理機能の詳細な解明、生合成経路ならびにその制御機構の解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究は、植物ホルモンとしての真の枝分かれ制御ホルモンの化学構造を解明することを目指している。昨年度の研究成果を踏まえて、イネおよびシロイヌナズナの野生株とSL生合成遺伝子破壊株を使用し、生育ステージごとに各部位におけるSL関連化合物の局在や濃度分布をより網羅的に調査した。
その結果、植物の地上部から一つのストリゴラクトンが同定された。このストリゴラクトンは、枝分かれの前に存在し、枝分かれ後にはその濃度が著しく低下することが明らかになった。さらに、同定されたストリゴラクトンは、ポプラから回収した導管液の抽出物からも検出された。この発見は、枝分かれ制御ホルモンが地上部で生成され、根から茎や葉に伝達されることを示唆している。
この研究は、枝分かれ制御メカニズムの理解に重要な一歩を提供し、将来的には農業や林業における植物の成長や形態の制御に役立つと期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
網羅的に解析した結果、初めて植物の地上部に存在するストリゴラクトンを同定した。この発見は、枝分かれの制御メカニズムに関する理解を飛躍的に前進させるものである。特に、地上部で生成されたストリゴラクトンが枝分かれにどのように関与しているかという点において、新たな知見をもたらした。
さらに、同定したストリゴラクトンは、枝分かれする前に現れ、枝分かれ後にその濃度が著しく低下することが確認された。この事実は、ストリゴラクトンが枝分かれに直接関与し、その後の成長や形態の変化に影響を与える可能性を示唆している。これにより、植物の成長や発達におけるストリゴラクトンの重要性が強調された。
今後の研究によって、このストリゴラクトンの機能やその他の枝分かれに関与する要因についての詳細な解明が求められるが、本研究の成果はその基盤となる重要な一歩となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず同定した化合物の立体構造の解明を優先的に行う。また、より網羅的にシロイヌナズナの変異株を使用して同定した化合物の存在部位、時期を詳細に解析する。さらに本化合物の投与により、枝分かれ変異株に対する枝分かれ抑制効果の検証を行う。また、TIS108は典型的SLの生合成は阻害するがBIH生合成には影響しないと考えられるので、TIS108処理後も同様の実験を行い、本化合物の生産量の変更の有無を調査する。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] An ancestral function of strigolactones as symbiotic rhizosphere signals.2022
Author(s)
Kodama K, Rich k, Yoda A, Shimazaki S, Xie X, Akiyama K.,Mizuno Y, Komatsu A., Luo Y, Suzuki H, Kameoka H, Libourel C, Keller J, Sakakibara K, Nishiyama T, Nakagawa T, Mashiguchi K, Uchida K, Yoneyama K, Tanaka Y, Yamaguchi S, Shimamura M , Delaux P, Nomu
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 3974-3974
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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