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2015 Fiscal Year Annual Research Report

GDSLリパーゼによるピレスリン生合成の分子機構解明と昆虫抵抗性植物作出への応用

Research Project

Project/Area Number 25282234
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

松田 一彦  近畿大学, 農学部, 教授 (00199796)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平竹 潤  京都大学, 化学研究所, 教授 (80199075)
松井 健二  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90199729)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords除虫菊 / ピレスリン / 生合成 / GDSLリパーゼ
Outline of Annual Research Achievements

除虫菊が産生する殺虫性物質ピレスリンは、その生合成の最終段階でGDSL リパーゼ(TcGLIP)の作用によりつくられる。その基質認識と触媒機構を解明するため、TcGLIPをマルトース結合蛋白質(MBP)との融合蛋白質として大腸菌で発現させ、MBPを除き、精製した。一方、p-nitrophenyl基を有するホスホン酸エステル類を合成し、それらのTcGLIP阻害活性を評価したところ、化合物はいずれも従来合成した阻害剤よりも高い阻害活性を示した。そこでTcGLIPに新規阻害剤を添加しインキュベートしたところ、酵素単独時には見られない形状をもつ結晶が生成した。
分化状態の変化、あるいは傷害誘導的に除虫菊から生じるGreen Leaf Volatile等の揮発性物質(VOC)の受容に応じた除虫菊幼苗でのTcGLIP遺伝子の発現変動を調査した。その結果、TcGLIP遺伝子の発現は除虫菊が脱分化すると低下し、逆に傷害誘導的に生成するVOCを受容すると上昇することが明らかとなった。
TcGLIP遺伝子のシロイヌナズナホモログは全身獲得抵抗性の誘導に寄与すると報告されている。しかし、本遺伝子の破壊株は試験した植物病原菌に対して野生株と同程度の抵抗性を示した。一方、ディフェンシン遺伝子プロモーター::β-グルクロニダーゼ融合遺伝子を基盤とするレポーターシステムを用いて、野生株および遺伝子破壊株より採取した葉柄滲出液のレポータ-誘導活性を精査したところ、破壊株ではレポータ-誘導活性が低下する傾向が認められたが、活性の変動が大きいため本評価系の改良を進めている。さらに、TcGLIPならびにそのホモログの過剰発現コンストラクトを作成し、野生タバコ一過的発現系、ならびにシロイヌナズナ構成的発現系で組換え植物を作成した。現在、本組換え植物の代謝物および病害虫ストレス抵抗力の解析を進めている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Selective regulation of pyrethrin biosynthesis by the specific blend of wound induced volatiles in Tanacetum cinerariifolium2016

    • Author(s)
      Koji Sakamori, Naoaki Ono, Makoto Ihara, Hideyuki Suzuki, Hideyuki Matsuura, Ken Tanaka, Daisaku Ohta, Shigehiko Kanaya and Kazuhiko Matsuda
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: e1149675 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1149675

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CYP74B24 is the 13-hydroperoxide lyase involved in biosynthesis of green leaf volatiles in tea (Camellia sinensis)2016

    • Author(s)
      Eiichiro Ono, Taiki Handa, Takao Koeduka, Hiromi Toyonaga, Moataz Mohammed Tawfik, Akira Shiraishi, Jun Murata and Kenji Matsui
    • Journal Title

      Plant Physiology and Biochemistry

      Volume: 98 Pages: 112-118

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2015.11.016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Glutathionylation and reduction of methacrolein in tomato plants account for its absorption from the vapor phase2015

    • Author(s)
      Shoko Muramoto, Yayoi Matsubara, Cynthia Mugo Mwenda, Takao Koeduka, Takuya Sakami, Akira Tani, and Kenji Matsui
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 169 Pages: 1744-1754

    • DOI

      10.1104/pp.15.01045

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 除虫菊のピレスリン生合成に対する傷害誘導性揮発性化合物の作用:分化状態と脱分化状態の比較2016

    • Author(s)
      阪森 宏治、松田 一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-30
  • [Presentation] ピレスリン生合成から導かれるオキシリピン経路の理解2016

    • Author(s)
      松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-28
    • Invited
  • [Presentation] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (1):新規不可逆阻害剤の合成展開2016

    • Author(s)
      明石拓也、山崎智穂子、宇都宮麻衣、伊原誠、松田一彦、平竹潤
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-28
  • [Presentation] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (2):不可逆阻害剤存在の活性評価2016

    • Author(s)
      山崎智穂子、宇都宮麻衣、明石拓也、平竹潤、松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-28
  • [Presentation] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (3):不可逆阻害剤存在下での結晶化2016

    • Author(s)
      宇都宮麻衣、山崎智穂子、伊原誠、明石拓也、平竹潤、松田一彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-28
  • [Presentation] Deciphering biosynthesis of natural insecticides pyrethrins2015

    • Author(s)
      Kazuhiko Matsuda
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] いきものたちをつなぐ「かおり」2016

    • Author(s)
      松田一彦
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      フレグランスジャーナル
  • [Remarks] 近畿大学農学部生物制御化学研究室

    • URL

      http://nara-kindai.unv.jp/02gakka/03ouyou/seigyo-lab/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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