| Project/Area Number |
23K23543
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
22H02276 (2022-2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
|
|---|
| Research Institution | Meiji University |
|---|
Principal Investigator |
瀬戸 義哉 明治大学, 農学部, 専任准教授 (40620282)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米山 香織 埼玉大学, 研究機構, 准教授 (20769997)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
|
|---|
| Keywords | 根寄生植物 / トリプトファン / オーキシン / N-アセチルトリプトファン / 幼根伸長 / ストリゴラクトン / 根寄生雑草 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、アフリカ等の地域で農業被害を及ぼしている根寄生植物を材料に、その発芽過程においてトリプトファン関連分子が示す作用を分子レベルで解明することを目的としている。得られる成果を通じて、根寄生植物の成長を効果的に制御できる化学ツールが獲得できる可能性もある。また、作用メカニズムを明らかにすることにより、より効果的な化学ツールを創出するための基盤が構築されることも期待される。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
ハマウツボ科のストライガに代表される根寄生植物は、アフリカを始めとする地域で作物生産に甚大な被害をもたらしている。根寄生植物の多くは、寄生する相手の根から分泌されるストリゴラクトン（SL）を高感度に感知して発芽するという独自の発芽システムを有している。本研究では、代表者が以前に見出した、アミノ酸の一種であるトリプトファン関連分子が根寄生植物の発芽を制御する、という現象について、その分子メカニズムの解明などを進めている。
研究開始当初、アセチル化されたトリプトファン（N-acetyl-tryptophan: NacTrp）が根寄生植物の発芽を誘導することを見出していたが、本実験結果については、良好な再現性を確認することが出来なくなっていた。昨年度は、この点について、改めて調査を行い、化学合成反応を行っている際の副産物が活性本体であることを示唆する結果を得た。現在、活性本体の特定に向けた研究を継続している。
また、トリプトファンから生合成される植物ホルモンの一種であるオーキシン類が根寄生植物発芽後の幼根伸長を阻害するという結果に基づき、種々のオーキシン関連分子について活性評価を行った。その結果、極性輸送阻害剤が根寄生植物の幼根の屈曲を押さえるという興味深い現象を見出した。また、5位に置換基を導入したIAAアナログ分子は、シロイヌナズナに対して主根の伸長阻害作用を示さない一方で、根寄生植物に対しては、IAAと同程度に幼根伸長を阻害することを見出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初発芽誘導活性分子として同定していたNacTrpについて、実際には合成時に得られる副産物が活性本体である可能性が示唆されている。このことから、当初の予定とは少し研究の方向性を変更することとなったが、真の活性本体を見出すことができれば、科学的にも非常に重要な知見となることが期待される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
NacTrp合成時に得られる副産物に含まれる根寄生植物の発芽誘導活性分子の特定を目指す。活性分子が同定できた際には、本分子がストリゴラクトンの受容体に対して作用するのか否かを詳細に解析する。
オーキシン類による幼根伸長阻害活性については、現在までの成果を論文としてまとめて投稿中である。今後は、根寄生植物であるヤセウツボにおけるオーキシン関連タンパク質の機能解析等も進めることにより、根寄生植物に対して特異性の高い分子の探索にも取り組んでいく。また、これまで得られた化合物の中で、IAAの5位に置換基が導入されたアナログ分子は、高等植物に対する成長阻害活性が低い一方で、寄生植物に対する活性は良好であることから、本分子の作用についてより詳細な解析を実施する。
|
