植物防御機構に関わる有用な二次代謝産物生合成遺伝子群の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10771329
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 稲垣 喜茂 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50280764)
• Keywords: ジヒドロフラボノール4-還元酵素 / カルコン合成酵素 / アサガオ / マルバアサガオ / イネ / フェニルプロパノイド / ベンツォキサジノン / 二次代謝産物

Research Abstract

本研究は、植物防御機構に関わる有用な二次代謝産物(フェニルプロパノイドやベンツオキサジノンなど)の生合成遺伝子群について、1)フェニルプロパノイド生合成経路、CHS(カルコン合成酵素)・DFR(ジヒドロフラボノール4-還元酵素)両遺伝子に注目し、2)ベンツオキサジノン生合成経路では、トリプトファン合成酵素α、チトクロームP-450依存性モノオキシゲナーゼなどの遺伝子群(bx1からbx5)に注目して、それぞれの生合成に関わる酵素群の遺伝子構造や生化学的機能、遺伝子発現様式について解析することを主たる研究の目的とする。1)昨年度では、DFR-A、-B、-C、と3つタンデムに並ぶアサガオ及びマルバアサガオのアントシアニン生合成経路遺伝子DFRについて遺伝子構造解析を行ったところ、これらDFR遺伝子はアサガオとマルバアサガオの種分化が起る以前に非相同的組換えにより3コピーのDFR遺伝子がタンデムに並んだ構造となり、その後挿入や欠失を含む多様化が起ったことを示唆していた。本年度では、マルバアサガオCHS遺伝子群(CHS-D、CHS-E)について大腸菌内において発現を試み、生化学的な解析を行った。その結果、CHS-D、CHS-Eの両遺伝子産物共に、ナリンゲニンカルコンを作り出す活性を保持していた。2)つぎに、栽培種イネ12種及び野性種イネ25種類について発芽時でのベンツオキサジノン産生の有無をFeC13をもちいた青色呈色反応により検討を試みた。その結果、これらのうちの2種類(O. officinalis, O. alta)において、呈色反応陽性を示すものがあった。しかしこれらについてHPLC分析を試みたところ、どちらの野性種イネにおいても、HIBOA,DIBOA,DIMBOAと考えられるようなピークは検出されなかった。現在、トウモロコシのbx遺伝子群のイネヘの導入を目指し、RT-PCRを用いてトウモロコシbx遺伝子群(bx1からbx5)のクローニングを試みている。

Research Products

• [Publications] Y. Inagaki et al.: "Genomic organization of the genesencoding dehydroflavonol 4-reductase flower pigmentation in the Japanese and common morning glories"Gene. 226. 181-188 (1999)
• [Publications] T. Yamaguchi et al.: "Molecular cloning of a CDNA sequence encoding the H^+ / Ca^<2+> antiporter 2 from Japanese morning glory"Plant Physiol. 119. 806-806 (1999)
• [Publications] S. Iida et al.: "Floricultural traits and transposable elements in the Japanese and common morning glories"Ann N.Y. Acad. Sci.. 870. 265-274 (1999)