2022 Fiscal Year Annual Research Report
植物「嗅覚（揮発性化合物を認識し生体シグナルへと変換する過程）」の解明
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19H02887
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
松井 健二 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高林 純示 京都大学, 生態学研究センター, 名誉教授 (10197197)
渡辺 文太 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (10544637)
岡田 憲典 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20312241)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | みどりの香り / 誘導防衛 / トウモロコシ / ヘキセノール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は植物の香り応答に関する構造活性相関を完成させるために処理に用いる香り化合物に関して系統的に構造を変化させた類縁体を入手し、トウモロコシ実生に処理して遺伝子誘導を調査した。まずはそうした構造活性相関解析の際の処理条件を確定するため処理時間の効果を検討し、トウモロコシ実生はヘキセニルアセテート処理後２時間でプロテアーゼ阻害タンパク質遺伝子の発現量が最も高くなることを確認した。また、トウモロコシ実生を完全破砕するとみどりの香り関連化合物の局所濃度が2.3 mM程度に至ることを確認した。そうした検討結果を踏まえて1 mMの香り化合物溶液を発芽２週間のトウモロコシ実生に噴霧し、その２時間後の防衛遺伝子発現程度を指標にヘキセニルアセテートをリード化合物として構造活性相関解析を実施することとした。
まず、ヘキセニルアセテートのエステル結合をエーテル結合に変更すると誘導活性は完全に消失した。一方、エステルの酸部分の構造を大きく変化しても誘導活性に大きな変化が認められなかった。植物組織ではカルボキシエステラーゼ活性が高く、取り込んだエステルは直ちに加水分解される。そうしたことを考慮に入れると、ヘキセノールが鍵構造と考えられた。ヘキセノールの二重結合は必須であるがその幾何はZ体でもE体でも同程度の遺伝子誘導活性を示した。また、ヘキセノールのα側とω側のメチレン連鎖が３であることが必須で、３より短くても長くても誘導活性が消失した。こうした解析結果から3-ヘキセノールが究極的に認識されている構造であることを確定した。
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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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[Journal Article] Aerial (+)-borneol modulates root morphgology, auxin signalling and meristematic activity in Arabidopsis roots.2022
Author(s)
Fukuda, K., Uefune, M., Fukaki, H., Yamauchi, Y., Hara-Nishimura, I., Ozawa, R., Matsui, K., Sugimoto, K., Okada, K., Imai, R., Takahashi, K., Enami, S., Wurst, R., and Takabayashi, J.
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Journal Title
BIology Letters
Volume: 18
Pages: 2021.0629
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated disruption of ALLENE OXIDE SYNTHASE results in defective 12-oxo-phytodienoic acid accumulation and reduced defense against spider mite (Tetranychus urticae) in liverwort (Marchantia polymorpha).2022
Author(s)
Koeduka, T., Takaishi, M., Suzuki, M., Nishihama, R., Kohchi, T., Uefune, M., and Matsui, K.
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Journal Title
Plant Biotechnology
Volume: 39
Pages: 191-194
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Coprinopsis cinerea dioxygenase is an oxygenase forming 10(S)-hydroperoxide of linoleic acid, essential for mushroom alcohol, 1-octen-3-ol synthesis.2022
Author(s)
Teshima T, Funai R, Nakazawa T, Ito J, Utsumi T, Kakumyan P, Mukai H, Yoshiga T, Murakami R, Nakagawa K, Honda Y, Matsui K.
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 298
Pages: 102507
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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