木質形成を統御する因子の特定

• 研究課題/領域番号: 18658069
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 林産科学・木質工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梅澤 俊明 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80151926)
• 研究分担者: 服部 武文 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (60212148) ; 鈴木 史朗 京都大学, 生存基盤科学研究ユニット, 助教 (70437268) ; 柴田 大輔 かずさDNA研究所, 植物遺伝子第二研究室, 室長 (10370925)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2007年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: リグニン / ケイヒ酸モノリグノール経路 / 転写因子 / 遺伝子共発現ネットワーク解析 / シロイヌナズナ / 生合成 / 木質形成 / 代謝統御 / リグナン / 遺伝子共発現 / ネットワーク解析

研究概要

本研究の目的は、従来全く未解明の、木質の形成反応を統御する転写因子遺伝子を取得することと、転写因子遺伝子-酵素遺伝子転写ネットワーク統御システムを解明することである。この統御システムは、植物種を超えて一般性が高いとされているので、ここで得られる情報は、幅広い展開性と大きな波及効果を持つ。本研究では、木質形成を統御する転写因子遺伝子の取得の第一歩として、細胞壁成分や心材成分の生合成のうちリグニンとリグナンの生合成を選び、これらの代謝を統御する転写因子遺伝子の取得を行う。
本年度は、昨年度までの研究で得られたリグニン合成を制御する候補転写因子遺伝子の内からリグニン生合成を制御する転写因子の特定を行ない、その機能を検証した。その結果、数種のリグニン生合成制御に関わる転写因子を見出すことができた。
また、リグニン及びリグナン生合成における遺伝子発現統御ネットワーク解析の基点となる酵素遺伝子の特定を進めた。
以上の成果により、従来未解明の点が多く残されていた、細胞壁成分や心材成分の生合成代謝を統御する転写因子に関する解明が進んだ。

研究成果

• [雑誌論文] Increasing fiber length and growth in transgenic tobacco plants containing a gene encoding the Eucalyptus camaldulensis HD-Zip class II transcription factor driven by a CaMV35S promoter (2009)
  • 著者名/発表者名: Sonoda, T., T., Koita, H., Nakamoto-Ohta, S., Kondo, K., Suezaki, T., Ishizaki, Y., Nagai, K., Iida, N., Sato, S., Umezawa, T., Hibino, T.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 26 ページ: 115-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] At5g54160 gene encodes Arabidopsis thaliana 5-hydroxyycon feraldehyde 0-methyltransferase (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakatsubo, T., Kitamura, Y., Sakakibara, N., Mizutani, M., Hattori, T, Sakurai, N., Shibata, D., Suzuki, S., Umezawa, T.
  • 雑誌名: J Wood Sci. 54 ページ: 312-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of 5-Hydxocyconiferaldehyde and caffeoyl CoA 0-methyltransferases in monolignol biosynthesis in Carthamus tinctorius (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakatsubo, I, Li, L, Hattori, T., Lu, S., Sakakibara, N., Chiang, V. L., Shimada, M., Suzuki, S., Umezawa, T.
  • 雑誌名: Cellulose Chem. Technol. 41 ページ: 511-520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Arabidopsis thaliana Pinoresinol Reducse, a new type of enzyme involved in ligan biosynthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakatsubo, T., Mizutani, M., Suzuki, S., Hattori, T., Umez wa, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283 ページ: 15550-15557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic engineering of lignin biosynthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., Suzuki, S.
  • 雑誌名: Bioindustry (In press)
  • NAID: 130006997638
• [雑誌論文] Biosynthesis of lignans and norlignans (2007)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., et. al.
  • 雑誌名: J. Wood Science 53 ページ: 273-284
  • NAID: 10022024172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis of lignans and norlignans (2007)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., et al.
  • 雑誌名: J.Wood Science 53(In press)
  • NAID: 10022024172
• [学会発表] Stereochemical Mechanisms for Lignan and Norlignan (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Nakatsubo, Masaomi
  • 学会等名: American Chemical Society 2009 Annual Meeting Anselme Payen Award Sympodium
  • 発表場所: Salt Lake City
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 第二世代バイオ燃料開発における代謝物ネットワーク解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤俊明
  • 学会等名: 第112回生存圏シンポジウムメタボロミクスに基づく人類の生存基盤構築
  • 発表場所: 宇治市
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 木化制御遺伝子が破壊されたシロイヌナズナ変異体における代謝物網羅解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴巻勇太, 鈴木史朗, 櫻井望, 服部武文, 鈴木秀幸, 柴田大輔, 梅澤俊明
  • 学会等名: 第59回日本木材学会大会
  • 発表場所: 松本市
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 細胞壁の代謝工学 -バイオマスリフアイナリーの構築に向けて- (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤俊明
  • 学会等名: 京大セルロースリサーチグループ懇話会木質バイオマス成分の新しい魅力
  • 発表場所: 宇治市
  • 年月日: 2009-02-03
• [学会発表] A novel 5-hydroxyconiferaldehyde/5-hydroxyconiferyl alcohol 0-methyltransferase for monolignol synthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Umezawa, Tomoyuki Nakatsubo
  • 学会等名: Ferulate 2008
  • 発表場所: Minneapolis
  • 年月日: 2008-08-26
• [学会発表] Arabidopsis thaliana pinoresinol reductases control enantiomeric compositions of lariciresinol (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Nakatsubo, Masaharu Mizutani, Shiro Suzuki, Takefumi Hattori, Toshiaki Umezawa
  • 学会等名: Phytochemical Society of North America 2008
  • 発表場所: Pullman
  • 年月日: 2008-06-27
• [学会発表] Subunit Composition of Hinokiresinol Synthase Controls Both Geometric and Enantiomeric Selectivities in Hinokiresinol Formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Masaomi Yamamura, Shiro Suzuki, Takehumi Hattori, Toshiaki Umezawa
  • 学会等名: 1st International Conference of Plant Secondary Metabolism
  • 発表場所: Kunming
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] リグニンの代謝制御による木質バイオマスの改良 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅澤俊明, 鈴木史朗
  • 学会等名: 薮田セミナー(日本農芸化学会)バイオマスデザインとリフアイナリー-競合から共存へ-
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] シロイヌナズナ花茎の二次壁形成時に発現する調節遺伝子の発現解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅澤 俊明, 他
  • 学会等名: 日本木材学会大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-08-08
• [学会発表] Populus trichocarpaにおけるCADおよびMYB遺伝子ファミリーの発現解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅澤 俊明, 他
  • 学会等名: 日本木材学会大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-08-08
• [学会発表] Characterization of Transcription Factors Controlling the Cinnamate/Mono-lignol Pathway by Gene-Coexpression Network Analysis of Microarray Data Sets (2007)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., et. al.
  • 学会等名: The 10th International Conference of Biotechnol-ogy in the Pulp and Paper Industry
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 2007-06-11
• [図書] リグニンの代謝制御による木質バイオマスの改良(第二世代バイオ燃料の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤俊明
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: CMC出版
• [備考]
  • URL: http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LMSFPM/
• [備考]
  • URL: http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LMSFPM/