2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of basic technology of chemistry and biology for reducing damage by root parasitic weeds
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18H05266
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
浅見 忠男 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90231901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 宏次 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30280788)
伊藤 晋作 東京農業大学, 生命科学部, 准教授 (70608950)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 植物ホルモン / ストリゴラクトン / ジベレリン / エチレン / 生合成阻害剤 / 根寄生雑草 / 自殺発芽 / 生体直交性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、世界的に広がる根寄生雑草の中で主としてStrigaによる農業被害を低減するための植物ホルモン制御技術開発基盤を構築することを目的とした。目的達成のために１）耕作地に存在する種子密度を定価させるための自殺発芽誘導剤の開発とポットならびに圃場試験、そして２）発芽を抑制するための宿主中のSL 生合成阻害技術の開発を行った。一方、Striga 中のSL 受容体のリガンド認識機構・活性発現機構、そして植物ホルモン間クロストークによりSL 機能を制御可能なジベレリンやエチレン両ホルモン受容体の認識機構を、創製したリガンドと構造生物学を中心に解明することで、Striga 制御技術開発基盤の構築と展開を行った。
１）Striga類種子発芽促進剤としてストリゴラクトン（SL)ミミックとエチレンミミックの２種類を創製し、根寄生雑草防除被害低減効果を確認した。エチレンミミックは不安定なラクトン環を持たないために安定性、持続性の点で優れた自殺発芽剤として使用可能であることを確認できた。２）SL生合成阻害剤は、四環性SL生合成のみを阻害し、懸念された形態変化やAM菌共生への影響なしに根寄生雑草防除効果を示すことを確認した。またゲノム編集を用いた標的部位のノックアウト体も化合物処理と同様の効果を示した。以上より四環性SLは根圏機能物質であり、二環性SLが植物ホルモンとしての主体であると提唱できた。またSL生合成を抑制するジベレリン（GA)ミミックに高親和性を示すGA受容体を創成し複合体の結晶化にも成功した。さらにこの成果を活かし、bump-hall法を適用し生体直交性をもつ受容体と化合物ペアの創成や複合体の結晶化にも成功した。この変異型受容体遺伝組み換え体と化合物ペアの利用により、宿主におけるSL生合成を抑制し、寄生を抑制できる技術の基盤構築に成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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