植物のインドール酢酸生合成経路が有する新しい機能に関する研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22780108
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 増口 潔 独立行政法人理化学研究所, 生長制御研究グループ, 特別研究員 (00569725)
• Keywords: 植物ホルモン / オーキシン / インドール酢酸 / フェニル酢酸 / LC-ESI-MS/MS / YUCCA / シロイヌナズナ

Research Abstract

オーキシンは植物の生長・分化に必須なホルモンであり、インドール酢酸(IAA)を主要な活性型オーキシンとして研究が進められている。一方、植物はIAAと化学構造が異なるいくつかのオーキシンを有するが、それらの生理機能は未知のままである。本研究は、植物体内にIAAよりも多く含まれるオーキシン、フェニル酢酸(PAA)の生合成経路、情報伝達経路を明らかにする事でPAAの生理作用を解明するものである。
本年度は、IAAとPAAの化学構造の類似点から、植物はIAAと独立した経路でPAAを生合成/代謝しているのか、それとも同じ経路を用いて生合成/代謝しているのかという疑問点について検討した。まず、PAA及びPAAの代謝物と想定されるPAAアミノ酸結合体のLC-ESI-MS/MSを用いた高感度分析法の確立とエストラジオール誘導型のIAA生合成・代謝関連遺伝子の一過的な過剰発現植物体の作製を行った。続いて、上記の一過的な過剰発現体及びIAA生合成遺伝子の欠損変異体を用いてPAAとPAAアミノ酸結合体内生量の分析を行い、IAA生合成酵素YUCCAがPAA生合成に、IAA-アミノ酸結合体合成酵素GH3がPAA代謝に大きく寄与していることを明らかにした。これらの結果から、IAA生合成/代謝経路は、IAAだけではなく、PAAの生合成/代謝にも寄与しているという新規な知見が得られた。来年度は、様々な変異体などを用いたPAAの生理試験や本年度のPAA内生量分析から考察されたPAA特異的な生合成遺伝子の過剰発現による植物体内でのPAA過剰生産を行い、PAAの生理作用を明らかにするための研究を実施する。

Research Products

• [Presentation] 植物におけるフェニル酢酸生合成経路の解析 (2011)
  • Author(s): 増口潔, 菅原聡子, 田中慧太, 軸丸裕介, 花田篤志, 夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 神谷勇治, 林謙一郎, 笠原博幸
  • Organizer: 第52回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台市
  • Year and Date: 20110320-20110322
• [Presentation] 植物におけるフェニル酢酸の濃度調節機構の解析 (2011)
  • Author(s): 田中慧太, 増口潔, 菅原聡子, 軸丸裕介, 夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • Organizer: 第52回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台市
  • Year and Date: 20110320-20110322
• [Presentation] Dissection of Auxin Biosynthesis via Indole-3-acetaldehyde in Plants (2010)
  • Author(s): Mashiguchi Kiyoshi, Hayashi Ken-ichiro, Tanaka Keita, Sugawara Satoko, Jikumaru Yusuke, Hanada Atsushi, Natsume Masahiro, Kawaide Hiroshi, Yunde Zhao, Kamiya Yuji, Kasahara Hiroyuki
  • Organizer: 20th International Conference on Plant Growth Substances (IPGSA 2010)
  • Place of Presentation: Tarragona, Spain
  • Year and Date: 20100628-20100702
• [Remarks]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/grrt/