cDNA cloning and characterization of momilactone transporter

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07404
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 豊増 知伸 山形大学, 農学部, 教授 (60272085)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: モミラクトン / 排出輸送体 / 病害抵抗性 / アレロパシー / イネ

Outline of Annual Research Achievements

モミラクトンはイネの病害抵抗に関わるフィトアレキシンでもあり、根から浸出して周辺雑草を撃退するためのアレロパシー物質でもあり、イネの生存戦略上、重要な二次代謝物質である。モミラクトン生合成遺伝子の知見は蓄積しているが、以外にもその動態に関する分子レベルでの知見はない。本研究ではモミラクトンの排出に関与する輸送体遺伝子を同定することを主目的とする。昨年度までに、一次構造相同性を基に選抜した候補遺伝子2種（OsMTL1とOsMTL2）についてin vivo機能解析のためにシロイヌナズナに導入して組換え体を得た。その組換え体に、モミラクトンを処理した場合、候補遺伝子が目的遺伝子であればモミラクトン耐性がないシロイヌナズナにその耐性能力が付与され、生育阻害はみられなくなると予想されたが、野生型コントロールとほぼ同様の生育を示し、証明するには至らなかった。さらに、一旦組換えシロイヌナズナにモミラクトンを吸収させて新鮮な培地に移植して、生育の回復を比較する実験も行ったが、これも野生型とほぼ同程度であった。そこで、別の候補遺伝子に切り替えることとし、ゲノムワイド解析で発現パターンがモミラクトン生合成遺伝子と協調的な輸送体を探索したところ、1種だけしかみられなかったので、その全長cDNAをクローニングした。その配列は、日米のイネゲノムデータベースのアノテーションとは異なっており、正しい配列を入手することに成功した。来年度はこの遺伝子の機能解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初より選抜した候補遺伝子が目的遺伝子ではない可能性が高まり、別の候補遺伝子選抜を行いなおしたため。しかし、これまでの実績により新たな候補遺伝子については早急な特徴付けを行い、遅れを取り戻す予定である。

Strategy for Future Research Activity

新たな候補遺伝子については、シロイヌナズナという他植物を用いる機能解析を行うとともに、一気にゲノム編集によりイネで候補遺伝子をノックアウトさせる計画を考えて準備をはじめている。さらに、2番目の目的の14-3-3タンパク質により輸送体の排出活性の調節についても、二量体というキーワードに着目して、酵母 3-ハイブリッド法により新たな展開を図る計画である。