2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of metabolic mechanisms of carbon translocation from hosts to root parasitic weeds
| Project/Area Number |
20H02924
|
|---|
| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
岡澤 敦司 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (10294042)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 大策 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (10305659)
新間 秀一 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30515896)
園田 素啓 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (90314400)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 根寄生雑草 / 代謝 / メタボローム解析 / 質量分析イメージング / 芳香族チオウレア |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ハマウツボ科（Orobanchaceae）の根寄生雑草は、世界の農業に甚大な被害をもたらす難防除雑草である。これらの根寄生雑草は、特にアフリカで食料安全保障の脅威となっており、その被害の克服は、持続可能な開発目標（SDGs）のうちの「貧困」及び「飢餓」の撲滅のために必須である。本研究では、根寄生雑草による宿主作物からの光合成産物の収奪（炭素収奪）の代謝を理解することで、その制御法を確立することを目的として研究を行なった。
ムラサキツメクサに寄生させた根寄生雑草ヤセウツボ（Orobanche minor）の GC-MS によるメタボローム解析により、ヤセウツボに特徴的な代謝物を抽出した。その結果、ガラクチノールはムラサキツメクサと比較し、ヤセウツボ中に多く含まれることが明らかになった。ガラクチノールは、植物中で一般的に糖の転流の駆動に関わる代謝物であることから、ヤセウツボの炭素収奪においても重要な役割を担うことが推定された。
これまでに研究代表者らは、ヤセウツボの生育に重要な糖代謝経路としてプランテオースの二段階の加水分解を同定し、これに関わる酵素分子 OmAGAL2 を明らかにしている。さらに、質量分析イメージングによって、その局在を明らかにした。そこで、OmAGAL2 阻害剤を化合物ライブラリーよりスクリーニングして得られた芳香族チオウレアに着目した。新たに構築して２段階の合成によって、種々の芳香族チオウレア関連化合物を合成し、ヤセウツボの生育に対する影響を評価したところ、既存の根寄生雑草の生育阻害化合物と比較しても活性の高い化合物を得ることに成功した。
以上より、ヤセウツボの炭素収奪に関する代謝物の一端を明らかにした。さらに、糖代謝阻害剤はヤセウツボの制御に有用である可能性を実証した。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 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。
|
