2022 Fiscal Year Research-status Report
Novel chemical control for the production of useful plant substances
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22K19160
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 特化代謝 / ジャスモン酸 / フェニルプロパノイド経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の対象とする化合物の有機溶媒、界面活性剤に対する溶解性を調査し、植物体内に導入する方法を検討した。化合物を高濃度に処理すると副作用が生じる可能性が明らかとなり、遺伝子発現を指標として、様々な生育ステージの植物について、化合物の処理方法を比較検討し、最適化を進めた。
本化合物をモデル植物シロイヌナズナの幼植物体に処理した際に誘導される遺伝子発現変化の時系列変化をRNA-seq法により網羅的に解析した。Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomesを用いてエンリッチメント解析を行った結果、処理後短時間のうちに、ジャスモン酸経路、サリチル酸経路の遺伝子に加えて、種々の特化代謝産物の代謝経路、特に種々の有用物質の生合成経路の上流に位置するフェニルプロパノイド経路の生合成関連遺伝子群の発現が誘導されることが明らかとなった。またcis-elementエンリッチメント解析により、本化合物処理により発現変動が見られた遺伝子群の転写制御に関与する可能性のある転写因子の候補を同定した。
種々のビオチン化標識化合物を合成し、ビーズ法により、化合物に特異的に結合するタンパク質の単離同定を目指した実験を進めた。
またタバコ培養細胞BY-2及びシロイヌナズナ培養細胞T-87に化合物を処理し、処理濃度、処理時間を変えながら影響を解析した。代謝産物を高速液体クロマトグラフィ法で分析し、化合物処理の影響の解析を進めた。
モデル植物以外に、特有の特化代謝産物の合成能を持つ植物種を用いた実験系に関する情報を収集し、本化合物の効果を調査する準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
モデル植物シロイヌナズナの時系列トランスクリプトーム解析に基づく化合物の作用機能の解明は概ね順調に進展した。一方で、化合物を高濃度に処理すると副作用が生じる可能性が明らかとなり、処理条件の検討に当初の予想以上の時間を要した。また、有用物質生産に用いられる実用植物種を用いた実験、特に国際共同研究は、材料の入手や実験の準備に当初の予想以上の時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
モデル植物シロイヌナズナを用いた実験により化合物の標的や作用機構の解明を進める。
実験に供する植物種を拡げ、化合物の処理条件の検討を進め、特化代謝活性化の可能性を検証する。
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| Causes of Carryover |
実験に供する植物種の入手や処理条件の検討に当初の予想以上に時間を要したため、多様な植物種を用いた実験の一部は次年度に延期して対応した。研究員または技術補佐員の雇用を模索していたが、本研究の遂行に適した人選に難航した。次年度に研究員を雇用し、研究を加速させる予定である。
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Research Products
(12 results)
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[Presentation] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸双方の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2023
Author(s)
並木 健太郎, 神代 遥 , 遠矢 龍平, 小川 瑞貴, 小川 聡太, 北畑 信隆 , 斉藤 優歩, 中野 正貴, 舟橋 汰樹, 橋本 研志, 倉持 幸司, 浅見 忠男, 安部 洋, 高橋史憲,木村 成介, 朽津 和幸
Organizer
第６４回日本植物生理学会年会・東北大学
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[Presentation] 植物のジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する抵抗性誘導候補化合物の構造活性相関・作用機序の解析と灰色カビ病菌に対する効果2023
Author(s)
小川 聡太, 並木 健太郎, 舟橋 汰樹, 遠矢 龍平, 神代 遥, 小川 瑞貴,粟野 眞妃，北畑 信隆, 斉藤 優歩, 中野 正貴, 橋本 研志, 倉持 幸司, 安部 洋, 浅見 忠男, 木村 成介, 朽津 和幸
Organizer
令和5年度日本植物病理学会大会
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[Presentation] 植物のジャスモン酸・サリチル酸双方の経路を活性化する化合物の抵抗性誘導効果と作用機序の解析2022
Author(s)
小川 瑞貴, 並木 健太郎, 舟橋 汰樹, 遠矢 龍平, 神代 遥, 小川 聡太, 松本 史織, 前田 健太郎, 北畑 信隆, 斉藤 優歩, 中野 正貴, 橋本 研志, 倉持 幸司, 阿部 洋, 浅見 忠男, 木村 成介, 朽津 和幸
Organizer
令和4年度日本植物病理学会関東部会
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[Presentation] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2022
Author(s)
並木 健太郎,北畑 信隆,斉藤 優歩,中野 正貴,西田 えり佳,舟橋 汰樹,遠矢 龍平,松本 史織,前田 健太郎,橋本 研志,倉持 幸司,安部 洋,浅見 忠男,木村 成介,朽津 和幸
Organizer
植物化学調節学会第57回福井大会
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