植物の新規な根圏環境適応機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05856
• Research Institution: Suntory Foundation for Life Sciences
• Principal Investigator: 村田 純 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主席研究員 (90500794)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 植物生長 / 根圏環境適応

Outline of Annual Research Achievements

枯草菌との共培養バイオアッセイ時の植物生長を評価する系として、昨年度見出した枯草菌ストレスのマーカー化合物候補数種の組織内蓄積量の変動解析に加え、2020年度は新たに極小プローブのクロロフィル蛍光測定器を用いた非侵襲的評価系を構築した。これにより、バイオアッセイ時に特定の個体の生長度合を経時的に数値化することが可能となった。

また「植物生長低減抑制活性」の精製と同定に向けて、昨年度実施したODSカラムによる逆相クロマトグラフィに加えて陰イオン/陽イオン交換、およびPFPP (pentafluorophenyl propyl)カラムによる分画ステップを追加し、多段階精製を試みた（イオン交換→ODS→PFPP）。得られた画分を塗布した寒天培地にシロイヌナズナ幼植物を移植し、枯草菌との共培養バイオアッセイに供することで、画分中の「植物生長低減抑制活性」を評価した。その結果、複数のPFPP画分から「植物生長低減抑制活性」を検出した。

続いて各PFPP画分をLC-Orbitrap-MSによる低分子化合物の一斉分析に供し、各画分における「植物生長低減抑制活性」の消長と呼応してピーク面積が増減する化合物イオンピークを探索し、候補化合物の絞り込みを行った。しかし詳細な構造情報を得られた候補化合物が少なかったため、より大きな実験スケールで活性精製を行う必要があることが判明した。そこで研究全体の中で大きな律速段階となっていたバイオアッセイの実施方法を改良してスループットを向上させ、一日当たりこれまでの5倍程度の量のサンプルを処理できるようになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍による出勤制限、および植物栽培設備の（課題設定時には予定になかった）改修工事のため、活性同定作業にやや遅れが出ている。

Strategy for Future Research Activity

昨年度中にバイオアッセイの実施方法を改良したことで、これまでよりも短時間で多くのサンプルを処理できるようになっている。また活性精製については、イオン交換→ODS→PFPPによる精製で一定の成果を得ているものの、更なる精製を進めるためにもう一段階精製ステップを加える。さらに、活性画分中に含まれる低分子化合物のLC-Orbitrap-MSによる一斉分析は継続しつつも、化合物の詳細な構造解析は、すでに得た活性候補化合物を優先して実施する予定である。