2015 Fiscal Year Research-status Report

ユーカリのアルミニウム無害化タンニンの合成に関わる糖転移酵素の探索と機能解明

Research Project

Project/Area Number	15K07490
Research Institution	Forestry and Forest Products Research Institute
Principal Investigator	田原恒国立研究開発法人森林総合研究所, 生物工学研究領域, 主任研究員 (70445740)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西口満国立研究開発法人森林総合研究所, 生物工学研究領域, 主任研究員 (80353796)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	酸性土壌 / Eucalyptus camaldulensis / フトモモ科 / 加水分解性タンニン / 生合成経路
Outline of Annual Research Achievements	ユーカリ（Eucalyptus camaldulensis）は、強酸性土壌で問題となるアルミニウム過剰害に強い耐性を示す。我々は、ユーカリのアルミニウム耐性機構として、根に侵入したアルミニウムを加水分解性タンニンが捕捉し無毒化するという新しい機構を発見している。この耐性機構を応用し、強酸性土壌で生育可能な高アルミニウム耐性植物を作出するには、加水分解性タンニンの生合成を遺伝子レベルで解明する必要がある。本研究は、加水分解性タンニン生合成の第1段階の反応を触媒するUDP-グルコース：没食子酸グルコース転移酵素（GGT）の遺伝子をユーカリで同定することを目的とする。ユーカリのゲノム情報を用いて、ヨーロッパナラで既知のGGTのアミノ酸配列との相同性を基に、GGTの遺伝子候補のcDNAをユーカリから7個単離した（EcUGT1a、1b、2a、2b、3a、3b、4）。分子系統解析により、単離した7個の遺伝子は、UDPグリコシルトランスフェラーゼ（UGT）ファミリーに属することが明らかとなった。EcUGT1a、1b、2a、2b はUGT84Aサブファミリーに属し、EcUGT3a、3b、4はUGT84Bサブファミリーと同じ分岐群に分類された。単離したcDNAを大腸菌に導入し、ヒスチジンタグ融合タンパク質として生産させた。EcUGT1bおよび2bの組換えタンパク質を大腸菌から抽出し、固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。今後、組換えタンパク質を用いて、ユーカリのGGT候補の触媒特性を解析する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画通り、（1）GGT候補のcDNAを単離し、（2）大腸菌を用いて組換え酵素タンパク質を生産したので、「おおむね順調に進展している」とした。
Strategy for Future Research Activity	計画通り、（3）組換え酵素タンパク質の触媒特性を解析する。
Causes of Carryover	GGT候補のcDNAが想定の4個より多く7個単離されたので、平成28年度以降の解析により多くの経費がかかると予想された。そのため、予定していたドイツでの研究協力者との打ち合わせを別の経費を取得して行うなど、助成金の使用を節約した。
Expenditure Plan for Carryover Budget	想定より多く単離されたGGT候補の組換え酵素タンパク質の解析に用いる。