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樹木の生長、分岐を制御する植物ペルオキシダーゼの作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03846
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 木質科学
研究機関九州大学

研究代表者

堤 祐司  九州大学, 農学研究院, 教授 (30236921)

研究分担者 河岸 洋和  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (70183283)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードペルオキシダーゼ / 植物ホルモン / オーキシン / 成長 / 分化 / リグニン / 万能ペルオキシダーゼ / CWPO-C / 分化・成長 / 樹木生長、分化 / 植物ホルモン代謝 / 分枝 / 生長
研究成果の概要

シロイヌナズナのCWPO-C過剰発現体およびCWPO-Cのオーソログ遺伝子AtPrx71のKO変異体ならびに内生IAA定量結果から、CWPO-CはIAAを代謝・不活化することが示唆され、組換体CWPO-Cを用いたin vitroのIAA代謝実験でも支持された。一方で、ポプラCWPO-C過剰発現体はシロイヌナズナとは異なる表現型をみせたことから、両植物ではIAA代謝において異なる制御機構を有することが示唆された。また、シロイヌナズナのCWPO-C過剰発現では、AOHの成長促進効果が現れず、内生AOH量が顕著に低下していたことなどから、FCsが関与する成長・分化にもCWPO-Cの関与が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IAAの代謝不活化機構については、未解明の部分が残されておりIAAオキシダーゼによるOxIAAへの代謝変換やアミノ酸抱合体やグルコース抱合体への変換などが提案されている。一方本研究において、万能ペルオキシダーゼCWPO-C過剰発現体の表現型は、IAA欠乏状態の表現型とよく一致し、内生IAA量が著しく低下していたこと、組換体CWPO-CによるIAA代謝が確認されたことからCWPO-Cによる新たなIAA代謝経路が示唆された。IAAは植物の成長や分岐を制御する重要な因子であり、生産性と価値に大きな影響を持つため、その作用メカニズム解明は植物生産において非常に重要な知見になりうる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Expression analysis of transporter genes for screening candidate monolignol transporters using Arabidopsis thaliana cell suspensions during tracheary element differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Manami、Kegasa Takahiro、Watanabe Atsushi、Tamura Miho、Tsutsumi Yuji
    • 雑誌名

      J plant Res

      巻: 131 号: 2 ページ: 297-305

    • DOI

      10.1007/s10265-017-0979-4

    • NAID

      40021495040

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 万能ペルオキシダーゼ、 CWPO-Cによる植物の成長制御とオーキシン代謝2020

    • 著者名/発表者名
      横山 裕亮、富家 梓、YOSHIKAY Diego、雉子谷 佳男、堤 祐司
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] モウソウチク(Phyllostachys pubescens)稈由来リグニンの分解生成物中に含まれる化合物の生理活性2020

    • 著者名/発表者名
      廣島 将大、栫 拓巳、堤 祐司、清水 邦義
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞壁二次壁構造を模倣した三次元マトリックスフィルムの創製2020

    • 著者名/発表者名
      川口 なつみ、堤 祐司
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of differentiation and growth by plant peroxidase CWPO-C2019

    • 著者名/発表者名
      Diego A. Yoshikay, Yusuke Yokoyama , Jun Shigeto, Yuji Tsutsumi
    • 学会等名
      1st International Lignin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cytotoxicity of lignin-derived compounds isolated from bamboo (Phyllostachys pubescence) on cancer cell line2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshima Shota, Kakoi Takumi, Hayashi Junya, Tsutsumi Yuji, Shimizu Kuniyoshi Shimizu
    • 学会等名
      1st International Lignin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物ペルオキシダーゼ、CWPO-C による成長制御作用機序の解明2019

    • 著者名/発表者名
      横山裕亮 、富家 梓、Diego Yoshikay、雉子谷佳男、堤 祐司
    • 学会等名
      第26回日本木材学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物ペルオキシダーゼ、CWPO-Cによる分化成長の制御2019

    • 著者名/発表者名
      横山 裕亮、重藤 潤、大平 香織、堤 祐司
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Generation of lignin polymer models via dehydrogenative polymerization of coniferyl alcohol and sinapyl alcohol via plant peroxydase involved in lignification and analysis of the resulting DHPs by MALDI-TOF analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsutsumi, Jun Shigeto, Hiroki Honjo
    • 学会等名
      29th International Conference of Polyphenols
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The contribution of CWPO-C to primary stage of plant growth and organogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Diego Yoshikay, Jun Shigeto, Yusuke Yokoyama, Yuji Tsutsumi
    • 学会等名
      5th Symposium of Biotechnology Applied to Lignocelluloses
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるリグニンモノマー輸送体遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      武内 真奈美、堤 祐司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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