2019 Fiscal Year Annual Research Report
植物チロシンキナーゼを標的とするゲニステインのアレロパシー効果の分子機序の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontier research of chemical communications |
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| Project/Area Number |
18H04634
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| Research Institution | Iwate Biotechnology Research Center |
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Principal Investigator |
根本 圭一郎 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (60566727)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | チロシンリン酸化 / ゲニステイン / ジベレリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、ダイズなどのマメ科植物が生産するゲニステイン(GNS)によって活性が著しく阻害される植物特異的なチロシンリン酸化プロテインキナーゼ・TAGKを見出している。さらに、植物ホルモン・ジベレリンの受容体GID1が新規因子GARUによってユビキチン化依存的に分解誘導されること、一方でTAGK2がその分解誘導を抑制することによって、GAシグナルの恒常性が制御されていることを明らかにした。これらの結果は、GNSはTAGK2を標的としたGAシグナル抑制因子として機能していることを示唆するものである。そこで、上記の仮説を検証したところ、シロイヌナズナにGNSを処理することによってGID分解が誘導され、さらに、典型的なGA応答が顕著に抑制されることがわかった。一方で、TAGK2やGARU遺伝子の高発現または欠損体においてはGNS効果は観察されなかった。さらに、GNS高蓄積ダイズ品種の実生培養液は、GARUによるGID1のユビキチン化依存的な分解を誘導すること、種子発芽を顕著に抑制することなどを明らかにした。しかしながら、培養液には、GNS単独試験では再現できないほどの種子発芽抑制効果が認められたことから、GNS効果を増強、もしくは活性の高い未知物質が存在する可能性が予想される。また、領域内共同研究によって、植物-昆虫間のコミュニケーションにTAGK依存的なリン酸化が関与することを明らかにした。ハスモンヨトウ幼虫は野菜などの農作物の葉を食害する農業害虫であるが、興味深いことに、TAGK2遺伝子は食害などの傷害ストレスに応答して発現量が上昇し、防御応答遺伝子PDF1.2 の発現調整に関与すること、さらに、TAGK2遺伝子機能はハスモンヨトウ幼虫抵抗性に関与していることを明らかにした。これらの結果から、TAGK2はGAシグナルだけでなく食害ストレス応答にも関与することが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Tyrosine Kinase-Dependent Defense Responses Against Herbivory in Arabidopsis.2019
Author(s)
Miyamoto, T., Uemura, T., Nemoto, K., Daito, M., Nozawa, A., Sawasaki, T., Arimura, GI.
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Journal Title
Frontiers in Plant Science
Volume: 10
Pages: 776
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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