2016 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of shoot-branching inhibiting hormones, their functions and biosynthesis
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16H04914
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
米山 弘一 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 教授 (00114174)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 康紀 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20285307)
謝 肖男 宇都宮大学, バイオサンエンス教育研究センター, 助教 (30610323)
野村 崇人 宇都宮大学, バイオサンエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ストリゴラクトン / カーラクトン / 枝分かれ抑制ホルモン / 構造決定 / 導管液 / 細胞間移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの実験から、オロバンコール（O）型ストリゴラクトン（SL）を生産するイネの根部にストリゴール（S）型SLを処理しても地上部へは移行しないが、地上部の枝分かれは抑制される。そこで、地下部から地上に移動する未知の枝分かれ抑制ホルモンの本体を探索した。まず、イネ（野生型、SL生合成欠損変異体d10、SLシグナル伝達変異体d14）にS型SLを根部処理し、20時間後に地上部を回収してSLおよびカーラクトン（CL）誘導体を網羅的に分析したが、野生型と変異体との間で、および処理区と無処理区との間で明確な差は認められなかった。SLシグナルが未知のSLあるいはCL構造類縁体に変換されて細胞間移動している可能性は否定できないが、この実験結果から、根部処理したSLは、別のシグナル物質に置き換わって導管中を移動している可能性が示唆された。そこで導管液中に含まれるCL誘導体およびSL関連化合物を精査した。その結果、イネ導管液にはCL誘導体と考えられる少なくとも2種類の化合物が含まれていることが分かった。これらの物質はイネ以外の導管液中にも検出された。その構造はLC-MS/MS分析データから、ヒドロキシカーラクトン酸とそのメチルエステルと考えられた。合成標品との比較から、候補を数種類に絞り込むことができたので、次年度では構造決定まで進められると考えている。しかしこれらの物質が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるか否かについて、生理学的な解析が必須であり、そのためには導管液あるいは植物体（根）、あるいは異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によって生理実験に必要な量を確保する必要がある。さらに、構造確定のためには、NMR測定に必要な量を確保したい。なお、トウモロコシから新規CL誘導体を単離・構造決定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
枝分かれ抑制ホルモン本体と考えられる物質の候補を絞り込めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、前年度までの研究から、枝分かれ抑制ホルモンの本体と考えられる導管液中に含まれるCL誘導体の構造解析を進める。これまでの結果から候補化合物はある程度絞り込めているので、本年度新たに合成するものも含めた合成標品との比較によって構造決定を行うことが可能であると考えている。ただし、構造確定には天然物の1H-NMRデータの取得が望ましいので、導管液および植物体（根）、また、異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によってNMR測定に必要な量を確保したい。なお、化学的な不安定さから単離が困難である場合には、誘導体化などによって安定化させる方策を検討する。また、NMR測定に必要な量が確保できない場合にも、生理試験によって、これらの化合物が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるどうかを検証する。推定構造の合成標品が得られた場合には、光学異性体の分離を行い、生理試験に供する予定である。
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[Presentation] Are non-canonical strigolactones major players?2016
Author(s)
Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Kohki Akiyama, Christopher S. P. McElean
Organizer
International Plant Growth Substances Association Conference
Place of Presentation
Toronto, Canada
Year and Date
2016-06-21 – 2016-06-25
Int'l Joint Research
