Exploration of regulatory mechanism of jasmonic acid dependent isoprene biosynthesis in tropical trees

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03089
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 屋 宏典 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (10177165)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲福 征志 琉球大学, 農学部, 准教授 (90457458) ; 宮本 皓司 帝京大学, 理工学部, 講師 (90721514)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: イソプレン合成 / シグナル伝達 / ジャスモン酸 / ホルモン

Outline of Annual Research Achievements

地球上の多くの植物は高温や強光などの環境ストレスに応答してイソプレンガスを放出する。これまでの研究により植物の病障害適応において重要な役割を演じている植物ホルモンのジャスモン酸がイソプレンの合成・放出制御にも関わっていることが示唆されてきている。本研究は、主要な熱帯樹種であるクワ科のオオバイヌビワのイソプレン放出に及ぼすホルモン処理及び低温や乾燥等の非生物的ストレスの影響とこれらの外的刺激に対する葉内でのホルモン濃度とシグナル関連遺伝子並びに基質供給代謝系の関連遺伝子の発現変化を解析し、ジャスモン酸経路を介する熱帯樹木の新奇イソプレン合成・放出制御機構を解明することを目的とした。
今年度は、ジャスモン酸散布後のオオバイヌビワ葉部の植物ホルモン濃度、関連シグナリング転写因子並びにイソプレン合成酵素の遺伝子発現の経日変化を測定し、それらの相関を解析した。その結果、植物ホルモンのうちIAAとJA-Ile及びそのシグナリング下流の転写因子MYC2とSAUR21はイソプレン合成酵素遺伝子発現と強く相関することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナの影響で、共同研究で行っているホルモン分析の進捗に遅れが生じたことによる。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究によりホルモン濃度変化の概略は明らかにできたが、サイトイニンについては分析分子種の範囲を広げるとともに下流転写因の発現変化についてもより詳細に解析する。加えて、これまでのトランスクリプトーム研究において部分塩基配列が明らかになっているオオバイヌビワIspSの転写因子MYC2及びLHY等の完全長cDNAの塩基配列を決定し、得られた転写因子タンパク質とプロモーター配列との相互作用を酵母ワンハイブリッドシステムにより解析する。