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2016 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 / 屈性制御物質 / Bruinsma-Hasegawa説 / Cholodny-Went説
Outline of Annual Research Achievements

光や重力に対して植物が屈性する現象である「光屈性」や「重力屈性」のメカニズムとして、これまで「オーキシンが光側から影側に移動(光屈性)または上側から下側へ移動(重力屈性)することによって屈曲する」というCholodony-Went説によって説明されてきた。しかしながら近年、「オー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た結果、光方向に屈曲する」というBruinsma-Hasegawa説が提唱された。そこで本研究では、ヒマワリ(Helianthus annuus L.)芽生えから光屈性制御物質としてポリアセチレン化合物を、ゴマ (Sesamum indicum)芽生えの光屈性制御物質としてナフトキノン化合物およびエンドウ(Pisum sativum L.)芽生えからは光屈性制御物質としてトリプトファン誘導体を単離構造決定した。また、これらの化合物を用いて光屈性制御活性(屈性活性試験、Tissue print法、セクションテスト等)を行い、顕著な活性を有することを見出した。さらに、トウモロコシ芽生えの光ならびに重力屈性制御物質であるDIMBOAの蛍光プローブを用いた実験において、DIMBOAの局在部位を特定した。一方で、エンドウ芽生えの重力屈性現象について、野生株と突然変異体の芽生えを用いた観察実験から、それぞれの屈性現象の違いを明らかにした。また、両者の抽出物のHPLC分析において変動するピークを見出し、そのピークに相当する物質を単離構造決定した結果、β複素環アラニン化合物であることを明らかにした。このβ複素環アラニン化合物を用いて、重力屈性制御活性(片側投与実験、屈性活性試験、Tissue print法、セクションテスト等)を行い、顕著な活性を有することを見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

今回、新たにヒマワリ、ゴマ、エンドウから光ならびに重力屈性制御物質を見出すことに成功した。また、当初予定していた屈性制御物質の蛍光プローブを用いて屈性制御物質の局在部位を特定することに成功した。

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やエンドウ芽生えの重力屈性制御物質であるβ複素環化合物について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法を用いて調べて行く予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 Other

All Presentation (12 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] オーキシン誘導性のトウモロコシ切片伸長に及ぼすベンゾキサジノイド化合物の影響2017

    • Author(s)
      Nudtanicha Chaithongsri、繁森英幸、長谷川宏司、山田小須弥
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] 植物の巧みな知恵ーその謎解きー2017

    • Author(s)
      繁森英幸
    • Organizer
      第28回白金セミナー
    • Place of Presentation
      北里大学薬学部(東京都港区)
    • Year and Date
      2017-03-07 – 2017-03-07
  • [Presentation] 植物の生活環に関わる生理活性物質の構造と機能解明2016

    • Author(s)
      繁森英幸
    • Organizer
      第53回植物化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉大学薬学部(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
  • [Presentation] ゴマ(Sesamum indicum)芽生えの光屈性機構の解明2016

    • Author(s)
      萩原美里、高瀬 涼、山田小須弥、繁森英幸
    • Organizer
      第27回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • Place of Presentation
      東海村産業・情報プラザ(茨城県東海村)
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-25
  • [Presentation] 高等植物の光屈性反応における光照射側組織での成長抑制メカニズム2016

    • Author(s)
      都築 萌、Nudtanicha Chaithongsri、繁森英幸、山田小須弥
    • Organizer
      第61回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      京都大学・宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2016-10-27 – 2016-10-28
  • [Presentation] 『不思議な生物現象を化学の力で解明するー天然物にロマンを求めてー』2016

    • Author(s)
      繁森英幸
    • Organizer
      第27回新薬創製談話会
    • Place of Presentation
      筑波山 江戸屋(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-08-30 – 2016-08-31
  • [Presentation] エンドウ(Pisum sativum L.)芽生え由来のβ複素環アラニン化合物による重力屈性機構の解明2016

    • Author(s)
      大宮由芽、長谷川剛、山田小須弥、宮本健助、上田純一、長谷川宏司、繁森英幸
    • Organizer
      第6回植物生理化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
  • [Presentation] ヒマワリ(Helianthus annuus L.)芽生えからのポリアセチレン化合物の単離及び光屈性との関係2016

    • Author(s)
      浅見留依、山田小須弥、長谷川宏司、繁森英幸
    • Organizer
      第6回植物生理化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
  • [Presentation] エンドウ上胚軸の光屈性に関する新たなメカニズムの解明2016

    • Author(s)
      都築 萌、長谷川宏司、繁森英幸、山田小須弥
    • Organizer
      第6回植物生理化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
  • [Presentation] ヒマワリ(Helianthus annuus L.)芽生えの光屈性に関わるポリアセチレン化合物2016

    • Author(s)
      浅見留依、山田小須弥、長谷川宏司、繁森英幸
    • Organizer
      新規素材探索研究会第15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
      2016-06-03 – 2016-06-03
  • [Presentation] エンドウ上胚軸の光屈性に関する新たなメカニズムの解明2016

    • Author(s)
      都築 萌、長谷川宏司、繁森英幸、山田小須弥
    • Organizer
      新規素材探索研究会第15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
      2016-06-03 – 2016-06-03
  • [Presentation] エンドウ(Pisum sativum L.)芽生えからの重力屈性制御物質の探索2016

    • Author(s)
      大宮由芽、山田小須弥、長谷川宏司、繁森英幸
    • Organizer
      新規素材探索研究会第15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
      2016-06-03 – 2016-06-03
  • [Book] 植物の知恵とわたしたち2016

    • Author(s)
      繁森英幸(植物生理化学会編集、長谷川宏司監修)
    • Total Pages
      297 (140-149)
    • Publisher
      大学教育出版
  • [Remarks] 筑波大学 天然物化学研究室(繁森研究室)

    • URL

      http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/~natprodchemshigemori/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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