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枝分れ抑制ホルモンの単離・構造決定と機能解析および生合成経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04914
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物有機化学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

米山 弘一  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 名誉教授 (00114174)

研究分担者 秋山 康紀  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20285307)
謝 肖男  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (30610323)
野村 崇人  宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
米山 香織  愛媛大学, 農学研究科, 助教 (20769997)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードストリゴラクトン / カーラクトン / 枝分かれ抑制ホルモン / 構造決定 / 導管液 / 細胞間移動 / 単離・構造決定 / 機能解析 / 生合成経路
研究成果の概要

地下部から地上部へのストリゴラクトン(SL)の移動は、構造および立体選択的であり、オロバンコール型SLを生産するイネの根部にストリゴール型SLを処理しても地上部へは移行しない。この時、地上部の枝分かれは抑制されることから、地下部から地上に移動する枝分かれ抑制ホルモンの本体を探索した。その結果、イネ、トマト、カボチャ、キュウリの導管液には2種類のCL誘導体が含まれており、LC-MS/MS分析データから、ヒドロキシカーラクトン酸とそのメチルエステルと推定された。これらが枝分かれ抑制ホルモンの本体であることを証明するためには、NMR測定による構造確定と、より詳細な生理学的解析が必須である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地上部枝分かれを抑制する植物ホルモンは、地下部の形態、二次成長、葉の老化、生物的および非生物的ストレス耐性にも関わっている。現時点では植物ホルモンの本体が不明であり、地上部枝分かれ以外の形質が、本植物ホルモンによって制御されているのかどうかは不明である。本植物ホルモンの構造解明と生理機能の詳細な解析は完結できなかったものの、候補化合物を絞り込むことができたことから、合成候補化合物を用いた解析を発展させることによって、これらの疑問点を解決することが可能である。地上部枝分かれや地下部の形態などいずれも農業上重要な形質であり、本植物ホルモンの農業資材としての応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] シドニー大学/クィーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] キングアブダラー科学技術大学(KAUST)(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Lotuslactone, a non-canonical strigolactone from Lotus japonicus2019

    • 著者名/発表者名
      Xie Xiaonan、Mori Narumi、Yoneyama Kaori、Nomura Takahito、Uchida Kenichi、Yoneyama Koichi、Akiyama Kohki
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 157 ページ: 200

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2018.10.034

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of biosynthesis, perception, and functions of strigolactones for promoting arbuscular mycorrhizal symbiosis and managing root parasitic weeds2019

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama Koichi、Xie Xiaonan、Yoneyama Kaori、Nomura Takahito、Takahashi Ikuo、Asami Tadao、Mori Narumi、Akiyama Kohki、Kusajima Miyuki、Nakashita Hideo
    • 雑誌名

      Pest Management Science

      巻: 2 号: 9 ページ: 200-205

    • DOI

      10.1002/ps.5401

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Conversion of carlactone to carlactonoic acid is a conserved function of MAX1 homologs in strigolactone biosynthesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama K, Mori N, Sato T, Yoda A, Xie X, Okamoto M, Iwanaga M, Ohnishi T, Nishiwaki H, Asami T, Yokota T, Akiyama K, Yoneyama K, Nomura T.
    • 雑誌名

      New Phytol.

      巻: 218 号: 4 ページ: 1522-1533

    • DOI

      10.1111/nph.15055

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Which are the major player, canonical or non-canonical strigolactones?2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takaya Kisugi, Takahito Nomura, Yoshifumi Nakatani, Kohki Akiyama, Christopher S. P. McErlean
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 69 号: 9 ページ: 2231-2239

    • DOI

      10.1093/jxb/ery090

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Methyl zealactonoate, a novel germination stimulant for root parasitic weeds produced by maize2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaonan Xie, Takaya Kisugi, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Kohki Akiyama, Kenichi Uchida, Takao Yokota, Chrsistopher S. P. McErlean, Koichi Yoneyama
    • 雑誌名

      Journal of Pesticide Science

      巻: -

    • NAID

      130006894846

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ストリゴラクトンの根部から地上部へ構造および立体化学特異的輸送2016

    • 著者名/発表者名
      Xie X., Yoneyama K., Kisugi T., Nomura T., Akiyama K., Asami T., Yoneyama K.
    • 雑誌名

      日本農薬学会誌(Journal of Pesticide Science)

      巻: 41 号: 2 ページ: 55-58

    • DOI

      10.1584/jpestics.D16-009

    • NAID

      130005152443

    • ISSN
      1348-589X, 1349-0923
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒマワリにおける ε-カーラクトンのヘリオラクトンへの変換2019

    • 著者名/発表者名
      留河愛梨,謝 肖男,米山弘一,秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサの 5DS および lotuslactone 生合成におけるMAX1 下流経路の解析2019

    • 著者名/発表者名
      森 愛美,謝 肖男,米山香織,野村崇人,米山弘一,秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物における内生ヒドロキシカーラクトン酸メチルの同定2019

    • 著者名/発表者名
      高島 岬,米山香織,謝 肖男,野村崇人,米山弘一,秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ストリゴラクトン生合成に関与するソルガムLGS1酵素の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      依田彬義、森 愛美、謝 肖男、米山香織、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ストリゴラクトン生合成酵素LBOの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      米山香織、秋山康紀、高島 岬、依田彬義、謝 肖男、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ストリゴラクトン生合成のフィードバック制御2019

    • 著者名/発表者名
      米山香織、謝 肖男、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒマワリにおける ε-カーラクトンのヘリオラクトンへの変換2019

    • 著者名/発表者名
      留河愛梨,謝 肖男,米山弘一,秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 立体選択的なストリゴラクトン生産に関与するソルガムLGS1 酵素の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      依田彬義、森 愛美、齋藤睦美、菊地麻祐、神林瑛瑠、謝 肖男、米山香織、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シダ植物におけるストリゴラクトン生合成2018

    • 著者名/発表者名
      依田彬義、佐藤智康、米山香織、謝 肖男、森 愛美、秋山康紀、横田孝雄、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] トマトのソラナコール生合成における芳香環形成経路2018

    • 著者名/発表者名
      野上香奈、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサ5DS生合成におけるMAX1下流経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポプラの根浸出物に含まれるストリゴラクトンの同定および構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      下野 叡、松下明真、米山香織、岡本昌憲、野村崇人、米山弘一、謝 肖男
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] ストリゴラクトン生合成におけるMAX1酵素の進化2018

    • 著者名/発表者名
      野村崇人、米山香織、佐藤智康、依田彬義、謝 肖男、森 愛美、秋山康紀、岡田憲典、横田孝雄、米山弘一
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] 水酸化カーラクトン誘導体はストリゴラクトン生合成におけるMAX1とLBOの基質候補である2018

    • 著者名/発表者名
      米山香織、秋山康紀、森 愛美、謝 肖男、山内 聡、西脇 寿、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] Hydroxycarlactone derivatives are potential substrates for MAX1 and LBO in strigolactone biosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Yoneyama, Kohki Akiyama, Narumi Mori, Xiaonan Xie, Satoshi Yamauchi, Hisashi Nishiwaki, Koichi Yoneyama, Takahito Nomura
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 天然物化学における質量分析の活用2018

    • 著者名/発表者名
      謝 肖男、野村崇人、米山弘一
    • 学会等名
      日本質量分析学会・日本プロテオーム学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Carotenoid-derived rhizosphere signaling chemicals–strigolactones2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoneyama
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhancing tolerance to biotic and abiotic stresses through optimization of AM colonization with strigolactones and their modulators2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Tadao Asami, Kohki Akiyama, Hideo Nakashita
    • 学会等名
      Natural Products in Pest Management: Innovative approaches for increasing their use.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒマワリにおける ε-カーラクトンのヘリオラクトンへの変換2018

    • 著者名/発表者名
      留河愛梨、謝 肖男、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第 53 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物における内生ヒドロキシカーラクトン酸メチルの同定2018

    • 著者名/発表者名
      高島 岬、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第 53 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサの 5DS および lotuslactone 生合成における MAX1 下流経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      森 愛美、謝 肖男、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第 53 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサ5DS 生合成におけるMAX1下流経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Distribution of canonical and non-canonical strigolactones in the plant kingdom2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Kohki Akiyama, Christopher S. P. McElean
    • 学会等名
      2nd International Congress on Strigolactones
    • 発表場所
      Turin, Italy
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イヌカタヒバMAX1の酵素機能2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤智康、米山香織、森 愛美、謝 肖男、秋山康紀、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける内生ストリゴラクトンの同定2017

    • 著者名/発表者名
      米山香織、秋山康紀、森 愛美、謝 肖男、米山弘一、野村崇人
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ストリゴラクトン分泌における隣接植物の影響2017

    • 著者名/発表者名
      町田 真、謝肖男、米山弘一、野村崇人、米山香織
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イオンモビリティMSを用いたストリゴラクトンの立体異性体の分析2017

    • 著者名/発表者名
      謝 肖男、米山香織、岡本昌憲、野村崇人、米山弘一
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トマトにおけるソラナコール型カーラクトン類の変換2017

    • 著者名/発表者名
      野上香奈、米山香織、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサ5DS生合成におけるMAX1下流経路の解析2017

    • 著者名/発表者名
      森 愛美、米山香織、謝 肖男、野村崇人、米山弘一、秋山康紀
    • 学会等名
      植物化学調節学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Are non-canonical strigolactones major players?2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoneyama, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Takahito Nomura, Kohki Akiyama, Christopher S. P. McElean
    • 学会等名
      International Plant Growth Substances Association Conference
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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