Chemical biology study on auxin inactivation pathway

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03253
• 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: Okayama University of Science
• Principal Investigator: Ken-ichiro Hayashi 岡山理科大学, 生命科学部, 教授 (30289136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠原 博幸 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00342767)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: オーキシン / 植物ホルモン

Outline of Final Research Achievements

Indole-3-acetic acid (IAA), a natural auxin is a potent plant hormone that regulates diverse aspects of plant development and growth. The hormonal activity of IAA is modulated by three pathways: biosynthesis, transport, and inactivation of IAA. To date, the IAA inactivation pathway has not been fully elucidated. In this work, we investigated the IAA inactivating enzymes by using molecular genetic and chemical biology approach to elucidate the metabolic inactivation pathway of IAA. Our study demonstrate that IAA is inactivated via a new auxin metabolic pathway designated as GH3-ILR1-DAO pathway in plants.

Free Research Field

生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の成長の鍵となるホルモン・オーキシンが，どのように不活性化・一時貯蔵・再生・分解されているのか？という植物学や農学において重要な謎が解明されたことで，オーキシンによる植物の複雑な成長調節メカニズムの解明がさらに進むと考えらる。オーキシンは，成長促進剤，発根促進剤さらに除草剤として農業分野で幅広く利用されている。今回の研究成果から，より活性の高い発根促進剤などの開発につながると期待できる。さらに，オーキシンの不活性化・分解をコントロールすることで，農作物，綿花などの衣料原料，樹木バイオマスなどを増産する新たな研究の道が拓かれると期待される。