2015 Fiscal Year Annual Research Report
高等植物におけるファイトアレキシン産生のもう一つの意義
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24658106
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山田 小須弥 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (70292521)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光屈性 / オーキシン / 光誘導性成長抑制物質 / ファイトアレキシン / 光屈性制御物質 / クロストーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の環境応答反応の代表例に光屈性がある。近年の研究から光屈性はオーキシンだけでなく光側組織で生成した成長抑制物質の関与も示唆されてきた。その後、様々な実験植物から当該物質が単離・同定された。興味深いことにそれらの多くは各植物固有のファイトアレキシンであった。さらに、この物質の生理作用として、オーキシン活性の抑制、ならびにリグニンの蓄積をともなう細胞壁の一時的な硬直化であることが明らかになった。これらの知見を基に、本研究では植物の生体防御機構の一つであるファイトアレキシン産生が、光屈性という別の生物機能にも利用されている可能性を解明するために、１）光誘導性成長抑制物質（以下、光屈性制御物質と呼ぶ）の細胞伸長抑制メカニズムの解明、２）光屈性反応とファイトアレキシン産生との関連性を示す手ががりを得るための生理化学的分析、を中心に検討を行った。
成長抑制メカニズムについて、トウモロコシの光屈性制御物質ならびにファイトアレキシンとして知られるBx化合物を中心に研究を行い、Bx化合物がオーキシン誘導性遺伝子（ZmSAUR1およびSAUR2）の転写レベルの発現を抑制することを見出した。さらに、光屈性刺激により増加したBx化合物と細胞壁の硬直化との関連性を、過酸化水素の蓄積ならびにリグニンの蓄積を調べることで証明した。次に、光屈性反応と生体防御応答反応とのクロストークを検討するために、光屈性刺激（一方向からの青色光照射）を加えたシロイヌナズナ芽生えと無処理芽生えとの代謝物の内生量の比較をLC-MS分析により行った。この結果から、光屈性刺激によって内生量変化を示した二次代謝物の多くは植物の生体防御反応で内生量変化が予想されていたものであった。これらの結果は、光屈性刺激の初期応答反応は生体防御応答反応と関連しているという当初の予想を強く支持するものとなった。
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