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発芽種子の糖代謝プロファイリングに基づく根寄生雑草の新規防除法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J00683
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物生産化学・生物有機化学
研究機関大阪大学

研究代表者

若林 孝俊  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード寄生植物 / ヤセウツボ / プランテオース / ノジリマイシン / 糖代謝 / ヤセウッボ / メタボロミクス
研究実績の概要

前年度までにヤセウツボ種子中の,三糖プランテオース代謝経路中のスクロースの分解がノジリマイシン亜硫酸付加物 (NJ) の添加により抑制され,その結果,発芽が阻害されることを見出した.本年度は前年度に計画していた「スクロース分解抑制による発芽阻害の分子機構の解析」として,NJ が及ぼすスクロース分解酵素インベルターゼへの影響の調査,及び,次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を実施した.
インベルターゼの活性を試験するため,発芽種子より粗タンパク質を抽出し,粗酵素,NJ および基質となるスクロースを混合し,NJ 存在下でインベルターゼ活性が減少するかを検証した.しかしながら,NJ が存在した場合でもインベルターゼ活性はコントロールと比較して変化がなかった.一方で,NJ 処理処理種子から粗酵素を抽出しインベルターゼ活性を測定したところ,その活性は発芽種子の場合よりも低いという結果を得た.またその活性低下は液胞型酸性インベルターゼ,細胞壁型酸性インベルターゼで顕著であった.従って,NJ はこれらのインベルターゼの転写,翻訳,翻訳後修飾のいずれかの過程を阻害しているものと考えられた.
トランスクリプトーム解析では,発芽種子と NJ 処理種子で各処理後時間における遺伝子発現の比較を行った結果,NJ 処理によっていずれかの組み合わせで下方制御されたコンティグが 122 個,上方制御されたコンティグが 33 個見出された.特に下方制御されたコンティグ中には,糖輸送体である SWEET や beta-amylase, beta-1,4-xylosyltransferase など多糖の分解や細胞壁多糖の合成に関わる遺伝子が含まれていたことから,NJ 処理が複数の糖質関連酵素遺伝子の発現に影響を与えることが明らかとなった.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Planteose as a storage carbohydrate required for early stage of germination of Orobanche minor and its metabolism as a possible target for selective control2015

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi T, Benesh J, Yasumoto S, Akashi T, Aoki T, Harada K, Muranaka S, Bamba T, Fukusaki E, Takeuchi Y, Yoneyama K, Muranaka T, Sugimoto Y and Okazawa A.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 3085-3097

    • DOI

      10.1093/jxb/erv116

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 代謝解析による寄生雑草防除法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      岡澤敦司, 若林孝俊
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 92 ページ: 549-552

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 根寄生雑草発芽阻害剤ノジリマイシンが及ぼすプランテオース代謝への影響2014

    • 著者名/発表者名
      若林孝俊,杉本幸裕,村中俊哉,岡澤敦司
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      岩手
    • 年月日
      2014-08-21 – 2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control2014

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Wakabayashi, Shuhei Yasumoto, Tomoyoshi Akashi, Toshio Aoki, Yukihiro Sugimoto, Daisaku Ohta, Toshiya Muranaka, Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      ACS 248th National meeting, Sci-Mix
    • 発表場所
      San Francisco, CA
    • 年月日
      2014-08-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control2014

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Wakabayashi, Shuhei Yasumoto, Tomoyoshi Akashi, Toshio Aoki, Yukihiro Sugimoto, Daisaku Ohta, Toshiya Muranaka, Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      13th IUPAC International Congress of Pesticide Chemistry
    • 発表場所
      San Francisco, CA
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 根寄生雑草の選択的防除法確立に資するヤセウツボ発芽時の塘代謝に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉, 岡澤敦司
    • 学会等名
      植物化学調節学会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2013-10-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ノジリマイシンの糖代謝阻害による根寄生雑草選択的な発芽抑制2013

    • 著者名/発表者名
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉. 岡澤敦司
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] INHIBITORY EFFECT OF NOJIRIMYCIN ON GERMINATION AND SUGAR METABOLISM OF A BROOMRAPE.2013

    • 著者名/発表者名
      若林 孝俊, 安本周平, 明石智義, 青木俊夫, 杉本幸裕, 太田大策, 村中俊哉, 岡澤敦司
    • 学会等名
      12^<th> World Congress on Parasitic Plants
    • 発表場所
      Sheffield, UK
    • 年月日
      2013-07-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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