2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of structure and function of novel cytokinins produced by phytopathogen
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19H00931
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
榊原 均 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20242852)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小嶋 美紀子 (小嶋美紀子) 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専門技術員 (10634678)
西川 俊夫 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (90208158)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | サイトカイニン / 植物病原菌 / FASオペロン / Rhodococcus fascians |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究分担者の西川により有機合成されたNC289の種々の類縁構造体と、in vitroで合成・構造を決定したNC289Rについて、NMR解析及び質量分析のフラグメント比較解析を行い、NC289Rの構造を完全に決定することに成功した。
次に、R. fasciansをタバコに感染させ、経時的にサイトカイニン分析を行なった。その結果、感染依存的にMe-iP, NC273が検出されたものの、NC289Rについては極微量であったため、質量分析のフラグメント解析で同一性を結論づけるには至らなかった。
年度途中よりR. fasciansが植物防疫所の許可の下、研究代表者の実験室での使用が可能になったため、菌の入手と培養条件の検討を行なった。その結果、植物由来の培地を使用することにより、FASオペロン遺伝子の発現量が、既報の培養条件の約100倍に増加する条件を見出すことに成功した。この方法により、in vitroでの合成で構造を決定していたNC245, NC273, NC289Rと、R. fasciansがin vivoで生産する新奇サイトカイニンの構造の同一性の結論づけに成功した。
一方、質量分析において、in vitro合成では見られない、m/z290の構造未知のピークも検出された。
構造決定された分子種について、サイトカイニン活性の評価を行ったところ、ARR遺伝子の誘導実験、酵母を用いたサイトカイニン受容体への親和性検討実験いずれにおいても、NC245, NC273, NC289Rと側鎖修飾が進むにつれて、サイトカイニンの活性は弱くなることが明らかになった。
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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
当初の計画通り、R. fasciansが作り出す新奇サイトカイニンの構造を決定することができた。また、研究代表者の実験室でR. fasciansの使用が可能になったことが研究を加速させ、FASオペロンの発現を100倍程度増加させる培養条件を見出せたことは特筆すべき成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
構造の決定が終わった新奇サイトカイニンについて、その生理作用の検討を行う。新奇構造のサイトカイニンは、サイトカイニンとしての活性は弱いことが判明したが、これはR. fascians感染によるleafy gall形成とは一見矛盾するため、今後はこれら化合物を用いてグリーンカルス誘導実験やシュート再生誘導実験などのバイオアッセイを行い、分子活性を評価する。
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