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2023 Fiscal Year Annual Research Report

アクチノリザル樹木の根粒共生に関わるケミカルコミュニケーション機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21H02254
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

河合 真吾  静岡大学, 農学部, 教授 (70192549)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 米田 夕子  静岡大学, 農学部, 准教授 (90638595)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsアクチノリザル共生 / 環状ジアリールヘプタノイド / 根毛変形因子 / 共生シグナル物質
Outline of Annual Research Achievements

アクチノリザル樹木は、窒素固定能を有する放線菌フランキアと根粒共生することで窒素源を早期に獲得し生長する。研究代表者らは、この共生は、オオバヤシャブシに関しては樹木が特異的に生合成する環状ジアリールヘプタノイドが、初発のシグナル物質として関与し根粒数の増加を引き起こしていることを明らかにし、2022年にFitoterapia(162, 105384)に報告した。
今年度は、まず、このジアリールヘプタノイド化合物の縮合反応を触媒すると予想されたポリケチドシンターゼ(PKS III)を特定する目的で、、葉部、雄花序、雌花序、若枝茎部などからRNAを単離し、次世代シーケンス解析を行った。しかしながら、発現量解析を含めて細部まで検討したものの新規PKS III遺伝子の存在は確認できなかった。そのため、現在までに確認された3種の酵素の反応性を精密に検討し、ジアリールヘプタノイド生合成に関わる酵素AsPKS1とフラボノイドの生合成に関わるAsPKS2と3を特定した。この成果は、2024年にHeliyon(10, e27698)に掲載された。
一方で、これまで遺伝子の単離と大腸菌での酵素発現を確認していた2種類のジアリールヘプタノイド側鎖の二重結合還元酵素(DBR)については、その基質特異性と、pH・至適温度などの特性を調べ、DBRがジアリールヘプタノイド二重結合を特異的に還元することなどを明らかにし、2023年Phytochemistry (215, 113850)に掲載された。
フランキア側からのシグナル物質である根毛変形因子に関しては、根毛変形活性のあるフラクションをゲル濾過によって分画したが、その構造を特定するには至らなかった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Cloning of three Alnus sieboldiana type III polyketide synthases and formation of polyketides in recombinant Escherichia coli using cinnamic acid analogs as substrates2024

    • Author(s)
      Takemoto Konosuke、Mikota Yuichi、Moriuchi Ryota、Yoneda Yuko、Kawai Shingo
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 10 Pages: e27698~e27698

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2024.e27698

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cloning and characterization of NADPH-dependent double-bond reductases from Alnus sieboldiana that recognize linear diarylheptanoids as substrates2023

    • Author(s)
      Takemoto Konosuke、Tsurugi-Sakurada Akiho、Moriuchi Ryota、Yoneda Yuko、Kawai Shingo
    • Journal Title

      Phytochemistry

      Volume: 215 Pages: 113850~113850

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2023.113850

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] In vivo反応によるオオバヤシャブシIII型ポリケチドシンターゼの 基質特異性の検討2024

    • Author(s)
      竹本幸之介、森内良太、米田夕子、河合真吾
    • Organizer
      第68回リグニン討論会
  • [Presentation] ヘプタン鎖飽和ジアリールヘプタノイド生合成における二重結合還元酵素の役割2024

    • Author(s)
      竹本幸之介、米田夕子、河合真吾
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
  • [Presentation] オオバヤシャブシ4-クマル酸CoAリガーゼの検索と p-クマル酸への反応性の検証2024

    • Author(s)
      杉山隼人、竹本幸之介、工藤貫太、森弘樹、大熊聡子、米田夕子、河合真吾
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会
  • [Book] 木質の形成 バイオマス化学への招待 (第3版)2024

    • Author(s)
      河合真吾(福島和彦ほか編集)
    • Total Pages
      711
    • Publisher
      海青社
    • ISBN
      978-4-86099-374-0

URL: 

Published: 2024-12-25  

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