Study on the physiological roles of naturally occurring auxins in plants with distinct transport characteristics

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02457
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Kasahara Hiroyuki 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00342767)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 植物ホルモン / オーキシン / 生合成 / 代謝

Outline of Final Research Achievements

Auxin plays an essential role in plant growth and development. Phenylacetic acid (PAA) is an abundant natural auxin, but its biosynthesis and physiological roles remain elusive. In this study, we investigated the PAA biosynthesis pathway in Arabidopsis. We demonstrated that ADT genes can modulate the PAA levels and phenyl pyruvate is a key biosynthetic intermediate of PAA. CYP79A2 gene can modulate the PAA levels, but is not involved in the main PAA biosynthesis pathway. TAA1 homologs can catalyze the conversion of Phe to phenyl pyruvate in vitro, while they may not play important roles in PAA biosynthesis in plants.

Free Research Field

植物生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、ユニークな移動特性を持つ天然オーキシンのフェニル酢酸（PAA）が、シロイヌナズナにおいてフェニルアラニンから主にフェニルピルビン酸を経由して合成されていることを示した。また、シロイヌナズナのインドール-3-酢酸（IAA）生合成に関わるTAA1やCYP79Bの遺伝子ホモログは、PAAの生合成には主として寄与していないことが示唆された。本研究の成果は、PAAの生合成を標的とした新たな除草剤や植物成長調整剤の開発に繋がる可能性がある。