気相植物ジテルペノイドの受容・代謝メカニズムとその役割の解明

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17780093
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 兼目 裕充 Tokushima Bunri University, 生薬研究所, 助教 (10399438)
• Keywords: ent-kaurene / gibberellin / シロイヌナズナ / 気相 / 受容 / 代謝 / 輪送 / 変異株

Research Abstract

気相ent-カウレンが受容され活性ジベレリンまで代謝されるには、細胞外から細胞質、小胞体膜上への輸送と同上におけるP450酵素および細胞質での数段階の酸化を経ることになる。これまでの結果から、大過剰の気相ent-カウレンに暴露したシロイヌナズナ野生株およびent-カウレン欠損変異体(gal突然変異体)の両者とも徒長は起こらず、ent-カウレンからGA_12までの生合成中間体が蓄積する一方で、活性ジベレリンであるGA_4が同レベルに制御されることが明らかとなった。一方、活性ジベレリンがさらに酸素官能化された不活性ジベレリン類の定量を行ったところ、野生株およびgel突然変異体の両者とも同レベルでの不活性化が行われていることが明らかとなった。生理レベルでの微量気相ent-カウレンの暴露条件でも同レベルの活性・不活性ジベレリン量が得られたことから、従来は難しかった生理レベルでのent-カウレンおよびジベレリン取り込み実験において、新たな手法を提示できたと考えられる。
並行して、気相ent-カウレン受容に関わる因子を明らかにするため、変異原処理したシロイヌナズナgal突然変異体から気相ent-カウレンを受容できない変異株の取得を検討した。スクリーニングによって選抜した十数の候補変異株について、ジベレリン生合成中間体類の要求性プロファイリングを行った。気相ent-カウレンでは矮性から回復できず、最初の酸化体であるent-カウレノール以降のジベレリン生合成中間体類によって良好に回復する変異株を数株得ることができた。また、数株においてはent-カウレン酸以降のジベレリン生合成中間体類によって矮性から良好に回復するものの、ent-カウレノールでは回復できないことが明らかとなったことから、これらの変異株ではent-カウレンからent-カウレン酸への代謝が欠損または抑制されていることが示唆された。これらの変異株については責任遺伝子の同定を行っている。