フラボノイド生合成遺伝子の発現によるマメ科植物の環境微生物適応機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640782
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 綾部 真一 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (40050679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 俊夫 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (80287606)
• Keywords: マメ科植物 / 植物-微生物相互作用 / フラボノイド / ファイトアレキシン / クローニング / シトクロムP450 / Glycyrrhiza echinata / Lotus corniculatus var.japonicus

Research Abstract

マメ科植物と環境微生物との相互作用において,フラボノイドは防御物質や共生シグナルとして重要な機能を担っている。本研究ではこれらフラボノイドの生合成の経路と調節について検討している。今年度はおもにイソフラボノイドに関連した新知見が得られた。
1. マメ科カンゾウ(Glycyrrhiza echinata)より新らしい培養細胞株を確立した。このものは従来の株とは異なり,エリシター処理によりイソフラボノイド系ファイトアレキシンを蓄積した。この細胞はマメ科植物の代表的な防御応答であるイソフラボノイド生産を研究する系として有望である。
2. カンゾウ培養細胞のcDNAライブラリーより,ファイトアレキシン生合成に関与するシトクロムP450 isoflavone 2'-hydroxylaseをコードするcDNAを初めて同定した。
3. カンゾウの特異成分レトロカルコンは,アルファルファの根粒菌との共生シグナル・メトキシカルコンと酷似している。レトロカルコン生合成経路のメチル転移酵素は,アルファルファの相当酵素と等しい基質特異性を持つが,カンゾウではメトキシカルコンが急速に変化するため検出されない。この変化が熱で失活する酵素様の活性によることが判明した。この現象の共生における意義に興味が持たれる。
4. 分子遺伝学的解析に適したマメ科モデル植物のミヤコグサ(Lotus corniculatus var.japonicus)不定根培養中,イソフラバンvestitolがエリシター処理により蓄積されることを見出した。またすでに得ているPCR断片をもとに,この植物から数種のイソフラボノイド合成系遺伝子全長配列をクローニングし,遺伝子産物の機能解析を行った。

Research Products

• [Publications] Akashi,T.et al.: "Identification of a cytochrome P450 cDNA encoding(2S)-flavanone 2-hydroxylase of licorice(Glycyrrhiza echinata L.)which represents licodione synthase and flavone synthase II" FEBS Letters. 431(2). 287-290 (1998)
• [Publications] Akashi,T.et al.: "CYP81E1, a cytochrome P450 cDNA of licorice(Glycyrrhiza echinata L.),encodes isoflavone 2'-hydroxylase" Biochemical and Biophysical Research Communications. 251(1). 67-70 (1998)