2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the movement and functions of plant hormones in the space outside the cell
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
24114010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山口 信次郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10332298)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物ホルモン / 植物細胞壁 / ストリゴラクトン / 輸送体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、植物ホルモンとアレロケミカルの機能を併せ持つテルペノイド化合物であるストリゴラクトンに着目して研究を行った。根で生産されるストリゴラクトンの一部は根圏に分泌され、アーバスキュラー菌根菌との共生シグナルとして働く一方、一部は地上部へ移行し、枝分かれ等を制御するホルモンとして働く。ストリゴラクトンの移動に関する詳細は不明であり、関与する因子はこれまでにほとんど明らかにされていない。本研究では、質量分析計を用いて生体内のストリゴラクトンおよび関連化合物の分布や移動性を明らかにすることを目的とする。また、ストリゴラクトンの細胞外空間への移行に関わる因子の特定を目指す。
ストリゴラクトンおよび関連物質の細胞外空間を介した移動に関する知見を得るため、様々な植物の道管液中に含まれるストリゴラクトン関連物質を質量分析計により精査した。四環性のストリゴラクトンは道管液中からは検出されなかった。一方、質量分析計を用いてストリゴラクトン関連化合物の共通の部分構造に由来する特徴的な開裂イオンを指標に網羅的な化合物探索を行ったところ、カーラクトン酸のモノヒドロキシ体と推定される化合物が種々の植物の道管液中に検出された。様々な位置が水酸化されたカーラクトン酸モノヒドロキシ体の合成標品との比較により、水酸基の位置を決定した。以上の結果から、カーラクトン酸のモノヒドロキシ体はストリゴラクトンの移動形態の一つであると推定される。
カーラクトン酸モノヒドロキシ体の輸送に関わる因子を同定するため、植物ホルモンに関連する輸送体が複数含まれていることが明らかにされているABCトランスポーターの特定のサブファミリーのシロイヌナズナ挿入変異体を取得した。個々の変異体の道管液中のカーラクトン酸モノヒドロキシ体を質量分析計により分析し、同化合物の道管液中の量が低下した変異体を２つ得た。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] LATERAL BRANCHING OXIDOREDUCTASE acts in the final stages of strigolactone biosynthesis in Arabidopsis2016
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.
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 113
Pages: 6301-6306
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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