細胞外空間を経由する植物ホルモン動態と機能に関する研究

• 研究領域: 植物細胞壁の情報処理システム
• 研究課題/領域番号: 24114010
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山口 信次郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10332298)
• 研究協力者: 増口 潔 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (00569725)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 59,150千円 (直接経費: 45,500千円、間接経費: 13,650千円); 2016年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2015年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2013年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 植物ホルモン / 植物細胞壁 / ストリゴラクトン / 植物細胞外空間 / 輸送体 / アポプラスト / 植物 / 生理活性 / 生体分子 / 発生・分化

研究成果の概要

本研究では、植物細胞外空間の低分子信号物質の移動経路としての役割を明らかにすることを目的とした。特に、植物ホルモンとアレロケミカルの機能を併せ持つストリゴラクトンに焦点を当てた。まず、カーラクトンと呼ばれるカロテノイド由来の化合物がストリゴラクトン生合成中間体であること、カーラクトンはシロイヌナズナにおいてカーラクトン酸に変換されることを明らかにした。次に、カーラクトン酸のモノヒドロキシ体が種々の植物の道管液中（植物細胞外空間）に存在することを見出した。以上の結果から、カーラクトン酸のモノヒドロキシ体はストリゴラクトンの移動形態の一つであると推定される。

研究成果

• [雑誌論文] LATERAL BRANCHING OXIDOREDUCTASE acts in the final stages of strigolactone biosynthesis in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Brewer, P.B., Yoneyama, K., Filardo, F., Meyers, E., Scaffidi, A., Frickey, T., Akiyama, K., Seto, Y., Dun, E.A., Cremer, J.E., Kerr, S.C., Waters, M.T., Flematti, G.R., Mason, M.G., Weiller, G., Yamaguchi, S., Nomura, T., Smith, S.M., Yoneyama, K., Beveridge, C.A.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 113 号: 22 ページ: 6301-6306
  • DOI: 10.1073/pnas.1601729113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural requirements of strigolactones for shoot branching inhibition in rice and Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikihisa Umehara, Mengmeng Cao, Kohki Akiyama, Tomoki Akatsu, Yoshiya Seto, Atsushi Hanada, Li Weiqiang, Noriko Takeda-Kamiya, Yu Morimoto, Shinjiro Yamaguchi
  • 雑誌名: Plant and cell physiology 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1059-1072
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carlactone is converted to carlactonoic acid by MAX1 in Arabidopsis and its methyl ester can directly interact with AtD14 in vitro (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe, S., Sado, A., Tanaka, K., Kisugi, T., Asami, K., Ota, S., Kim, H.I., Yoneyama, K., Xie, X., Ohnishi, T., Seto, Y., Yamaguchi, S., Akiyama, K., Yoneyama, K., Nomura, T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 号: 50 ページ: 18084-18089
  • DOI: 10.1073/pnas.1410801111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strigolactone biosynthesis and perception (2014)
  • 著者名/発表者名: Seto, Y., Yamaguchi, S.
  • 雑誌名: Curr Opin Plant Biol 巻: 21 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2014.06.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Carlactone is an endogenous biosynthetic precursor for strigolactones (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸義哉
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 111 号: 4 ページ: 1640-1645
  • DOI: 10.1073/pnas.1314805111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in strigolactone research: chemical and biological aspects. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiya Seto
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 53 号: 11 ページ: 1843-1853
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs142
  • 査読あり
• [雑誌論文] The D3 F-box protein is a key component in host strigolactone responses essential for arbuscular mycorrhizal symbiosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S., Kameoka, H., Tempo, M., Akiyama, K., Umehara, M., Yamaguchi, S., Hayashi, H., Kyozuka, J., Shirasu, K.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 196 号: 4 ページ: 1208-1216
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04339.x
  • 査読あり
• [学会発表] Strigolactone biosynthesis and its regulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Yamaguchi
  • 学会等名: 2nd International Congress on Strigolactones
  • 発表場所: Turin (Italy)
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Strigolactone biosynthesis and action in rice and Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Yamaguchi
  • 学会等名: 22nd International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Toronto (Canada)
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Identification of carlactonoic acid methyltransferase in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuta Onozuka, Naoki Kitaoka, Takaya Kisugi, Kohki Akiyama, Kiyoshi Mashiguchi, Yoshiya Seto, Shinjiro Yamaguchi
  • 学会等名: 22nd International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Toronto (Canada)
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] カーラクトン酸メチル化酵素の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野塚祐太、北岡直樹、来生貴也、秋山康紀、瀬戸義哉、山口信次郎
  • 学会等名: 植物化学調節学会第50回大会
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] カーラクトン酸メチルはシロイヌナズナの老化葉に蓄積する (2015)
  • 著者名/発表者名: 東大野むつみ、森本優、瀬戸義哉、秋山康紀、山口信次郎
  • 学会等名: 植物化学調節学会第50回大会
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] ストリゴラクトンの生合成及び分泌阻害剤の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻田茜、田中海、笠原博幸、伊藤晋作、瀬戸義哉、山口信次郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第10回年会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] 枝分かれ抑制ホルモンの生合成におけるメチル化酵素の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野塚祐太、北岡直樹、秋山康紀、瀬戸義哉、山口信次郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第10回年会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] Identification of endogenous biosynthetic precursors for strigolactones in rice and Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, S.
  • 学会等名: 1st International Congress on Strigolactones
  • 発表場所: Wageningen (The Netherlands)
  • 年月日: 2015-03-01 – 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] ストリゴラクトン生合成中間体 carlactonoic acid の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中海、佐渡愛香、浅見慶、瀬戸義哉、秋山康紀、山口信次郎
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都）
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるカーラクトンの動態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅見慶、佐渡愛香、来生貴也、花田篤志、瀬戸義哉、秋山康起、山口信次郎
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都）
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [学会発表] Strigolactone biosynthesis and action (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, S.
  • 学会等名: The 38th Naito Conference on Molecule-based biological systems
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom (Hokkaido, Sapporo)
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] ストリゴラクトンの動態と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口信次郎
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 安定同位体標識カーラクトンを用いたシロイヌナズナにおけるストリゴラクトンの生合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸義哉
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] ストリゴラクトン生合成におけるカーラクトンの関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅見慶
  • 学会等名: 植物化学調節学会 第48回大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] ストリゴラクトン動態と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口信次郎
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2012-09-15
• [備考] 活性分子動態分野ホームページ
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/t_yamaguchi/
• [備考] 活性分子動態分野ホームページ
  • URL: http://labo.lifesci.tohoku.ac.jp/biomol/
• [備考] 活性分子動態分野ホームページ
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/bioactivemolecules/