Elucidation of metabolic mechanisms of carbon translocation from hosts to root parasitic weeds

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02924
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka Prefecture University (2020-2021)
• Principal Investigator: Okazawa Atsushi 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 / ヤセウツボ / ハマウツボ科 / 貯蔵糖 / プランテオース / 質量分析イメージング / メタボロミクス / α-ガラクトシダーゼ

Outline of Final Research Achievements

Orobanchaceae root parasitic weeds are causing serious damage to agriculture worldwide. To eradicate "poverty" and "hunger" in SDGs, it is essential to overcome the damage caused by the root parasitic weeds. The objective of this study was to understand the metabolism of root parasitic weeds and to establish methods to control them, thereby gaining knowledge that will lead to the control of root parasitic weeds. We've succeeded in elucidating the energy-supplying metabolic pathway necessary for germination and showing that inhibiting the metabolic pathway can suppress the growth of root parasitic weeds.

Free Research Field

作物保護化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

根寄生雑草ヤセウツボにおいて発芽に必要なエネルギーを供給する貯蔵糖として三糖プランテオースが、胚の周囲の胚乳などに蓄えられていることを明らかにした。また、プランテオースは発芽時に胚の周囲で α-ガラクトシダーゼ OmAGAL2 によって加水分解を受けることを明らかにした。15,000 化合物の中から 28 の OmAGAL2 阻害剤を見出し、これが実際にヤセウツボの生育を抑制することを示すことが出来た。この知見は、根寄生雑草の防除に応用できると期待される。また、ヤセウツボがどのように宿主であるムラサキツメクサの光合成産物を奪っているかについても解析し、重要な知見を取得した。