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2015 Fiscal Year Research-status Report

植物の屈性現象機構解明に関する生物有機化学的研究

Research Project

Project/Area Number 15K07406
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

繁森 英幸  筑波大学, 生命環境系, 教授 (70202108)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords光屈性 / 重力屈性 / オーキシン極性移動 / Bruinsma-Hasegawa説 / 屈性制御物質
Outline of Annual Research Achievements

植物の具備する屈性現象については、これまで「オ-キシンが上側から下側へ移動(重力屈性)または光側から影側に移動(光屈性)することによって屈曲する」というCholodny-Went 説によって説明されてきた。しかしながら近年、「オ-キシンの横移動は全く起こらず、光側組織で成長抑制物質が生成され光側組織の成長が抑制される結果、光方向に屈曲する」という新しい光屈性の仮説 (Bruinsma-Hasegawa説)が提唱され、重力屈性についても同様に成長抑制物質が関与することが示唆された。当研究室のこれまでの研究において、光受容体による光屈性刺激の感受から光屈性制御物質の生成経路、光屈性制御物質の化学構造や光屈性に伴う動態について明らかにしてきた。一方で、重力屈性制御物質も見出してきた。そこで本研究では、光側(上側)組織で生成された光(重力)屈性制御物質が最終的に細胞伸長を抑制するまでの機序を分子及び細胞レベルから解明することを目的に研究を行った。まずダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとraphanusaninについてThiolaneを出発原料として短行程でこれらの化合物の全合成を行うことに成功した。また、これらの化合物を用いて光屈性制御活性(屈曲活性試験、Tissue print法、リグニン化試験、セクションテスト)を行い、顕著な活性を有することを見出した。さらにこれらの化合物の合成中間体を用いて構造活性相関を行い、活性に重要な構造部位を特定した。一方で、トウモロコシ芽生えを用いて重力屈性制御物質の探索を行い、Benzoxazinoid化合物であるDIMBOAやMBOAを見出した。これらの化合物を用いて重力屈性制御活性(屈曲活性試験、Tissue print法、リグニン化試験、セクションテスト)を調べた結果、これらの化合物に顕著な活性があることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定していたダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとRaphanusaninの全合成に成功した。また、これらに顕著な光屈性制御活性のあることを見出した。一方で、トウモロコシ芽生えを用いて重力屈性制御物質の探索を行い、Benzoxazinoid化合物であるDIMBOAやMBOAを見出した。これらの化合物を用いて重力屈性制御活性を調べた結果、これらの化合物に顕著な活性があることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

全合成で得られたダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとRaphanusaninならびにトウモロコシ芽生えの光・重力屈性制御物質であるDIMBOAとMBOAの植物体内での分布や局在を蛍光プローブ法やイメージングMS法で調べていく予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] トウモロコシ芽生えの重力屈性に関わる生理活性物質の機能解明2016

    • Author(s)
      繁森英幸、須藤恵美、牧野 讓、長谷川剛、山田小須弥、長谷川宏司
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] ベンゾキサジノイドによるトウモロコシの重力屈性メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      須藤恵美, 牧野 譲,長谷川剛,山田小須弥,長谷川宏司, 繁森英幸
    • Organizer
      植物化学調節学会第50回大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-11-13 – 2015-11-14
  • [Presentation] 植物の屈性現象に関わる生理活性物質の機能解明2015

    • Author(s)
      繁森英幸、渡邉諒子、須藤恵美、山添紗有美、成澤多恵子、堀之内妙子、渡邉秀典、長谷川剛、山田小須弥、長谷川宏司
    • Organizer
      第57回天然有機化合物討論会
    • Place of Presentation
      神奈川県民ホール(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [Presentation] ゴマ(Sesamum indicum)芽生えの光屈性メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      萩原美里、高瀬 涼、山田小須弥、繁森英幸
    • Organizer
      新規素材探索研究会第14回セミナー
    • Place of Presentation
      新横浜フジビューホテル(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2015-06-05 – 2015-06-05

URL: 

Published: 2017-01-06  

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