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移動特性が異なる天然オーキシンの植物における生理的役割の違い

研究課題

研究課題/領域番号 18H02457
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

笠原 博幸  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00342767)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード植物ホルモン / オーキシン / 生合成 / 代謝 / フェニル酢酸 / インドール酢酸 / 成長制御 / フェニルアラニン / インドール-3-酢酸
研究成果の概要

オーキシンは植物の成長や分化を調節する植物ホルモンである。フェニル酢酸(PAA)は重力方向に極性移動しない特性を持つオーキシンであるが、その生合成や生理的役割はまだ解明されていない。そこで、シロイヌナズナにおけるPAAの生合成経路に関わる可能性のある候補遺伝子の機能を詳しく解析した。その結果、PAAはフェニルアラニンから主にフェニルピルビン酸を経由して合成されていることを示した。また、シロイヌナズナのインドール-3-酢酸(IAA)の生合成に関わるTAA1やCYP79Bの遺伝子ホモログは、PAAの生合成に主として寄与していない可能性が高いことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ユニークな移動特性を持つ天然オーキシンのフェニル酢酸(PAA)が、シロイヌナズナにおいてフェニルアラニンから主にフェニルピルビン酸を経由して合成されていることを示した。また、シロイヌナズナのインドール-3-酢酸(IAA)生合成に関わるTAA1やCYP79Bの遺伝子ホモログは、PAAの生合成には主として寄与していないことが示唆された。本研究の成果は、PAAの生合成を標的とした新たな除草剤や植物成長調整剤の開発に繋がる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Wageningen University & Research(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Wageningen University & Research(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Shanghai Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] UDP-glucosyltransferase UGT84B1 regulates the levels of indole-3-acetic acid and phenylacetic acid in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Yuki、Hira Hayao、Hayakawa Yuya、Liu Hongquan、Fukui Kosuke、Dai Xinhua、Tanaka Keita、Hayashi Ken-ichiro、Zhao Yunde、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 532 号: 2 ページ: 244-250

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.08.026

    • 関連する報告書
      2020 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] An evolutionarily primitive and distinct auxin metabolism in the lycophyte Selaginella moellendorffii2020

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Shutaro、Cook Sam David、Aoi Yuki、Watanabe Akie、Hayashi Ken-Ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 10 ページ: 1724-1732

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa098

    • 関連する報告書
      2020 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] Role of Arabidopsis INDOLE-3-ACETIC ACID CARBOXYL METHYLTRANSFERASE 1 in auxin metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Takubo Eiko、Kobayashi Makoto、Hirai Shoko、Aoi Yuki、Ge Chennan、Dai Xinhua、Fukui Kosuke、Hayashi Ken-ichiro、Zhao Yunde、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 527 号: 4 ページ: 1033-1038

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.031

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arogenate dehydratases can modulate the levels of phenylacetic acid in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Yuki、Oikawa Akira、Sasaki Ryosuke、Huang Jirong、Hayashi Ken-ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 524 号: 1 ページ: 83-88

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.01.041

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GH3 auxin-amido synthetases alter the ratio of indole-3-acetic acid and phenylacetic acid in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Yuki、Tanaka Keita、Cook Sam David、Hayashi Ken-Ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 3 ページ: 596-605

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz223

    • 関連する報告書
      2019 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] Lateral root initiation requires the sequential induction of transcription factors LBD16 and PUCHI in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Goh Tatsuaki、Toyokura Koichi、Yamaguchi Nobutoshi、Okamoto Yoshie、Uehara Takeo、Kaneko Shutaro、Takebayashi Yumiko、Kasahara Hiroyuki、Ikeyama Yoshifumi、Okushima Yoko、Nakajima Keiji、Mimura Tetsuro、Tasaka Masao、Fukaki Hidehiro
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 224 号: 2 ページ: 749-760

    • DOI

      10.1111/nph.16065

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Agrobacterium tumefaciens Enhances Biosynthesis of Two Distinct Auxins in the Formation of Crown Galls2019

    • 著者名/発表者名
      Mashiguchi Kiyoshi、Hisano Hiroshi、Takeda-Kamiya Noriko、Takebayashi Yumiko、Ariizumi Tohru、Gao Yangbin、Ezura Hiroshi、Sato Kazuhiro、Zhao Yunde、Hayashi Ken-ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 1 ページ: 29-37

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy182

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] シロイヌナズナのオーキシン濃度調節におけるUDP-グルコシル基転移酵素UGT84B1の役割2020

    • 著者名/発表者名
      比良隼、青井勇輝、早川雄也、Hongquan Liu、福井康佑、Xinhua Dai、田中慧太、林謙一郎、Yunde Zhao、笠原博幸
    • 学会等名
      植物化学調節学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Coordination in the regulation of indole-3-acetic acid and phenylacetic acid metabolism in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Yuki、Tanaka Keita、Cook Sam David、Hayashi Ken-ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Plant Growth Substances
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biosynthesis and inactivation of two distinct auxins in plants2020

    • 著者名/発表者名
      Kasahara Hiroyuki
    • 学会等名
      Tohoku Forum for Creativity Thematic Program 2010 Plant Stem Cells: Source of Plant Vitality Workshop2 Auxin and plant stem cells
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Differential gene expression analysis of Arabidopsis seedlings reveals potential involvement of 2-phenylacetic acid in hormone crosstalk and a role in plant microbe interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Cook Sam David、Kimura Seisuke、Kasahara Hiroyuki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Plant Growth Substances
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IPA 経路を介したオーキシンの生合成が小葉シダ類イヌカタヒバの根の伸長や高温応答を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      金子周太郎、Cook Sam David、林 謙一郎、笠原博幸
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 天然オーキシンPAAの生合成初期段階におけるフェニルアラニン合成酵素ADTの役割2019

    • 著者名/発表者名
      青井 勇輝、佐々木 亮介、及川 彰、林 謙一郎、笠原 博幸
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける CYP79A2 依存的なフェニル酢酸生合成経路2019

    • 著者名/発表者名
      青井勇輝、武田紀子、竹林裕美子、林謙一郎、笠原博幸
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New insights into auxin biosynthesis and inactivation in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Yuki、Takeda Noriko、Takebayashi Yumiko、Hayashi Ken-ichiro、Kasahara Hiroyuki
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019
    • 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] シロイヌナズナにおける非極性移動型オーキシン、フェニル酢酸のCYP79A2依存的な生合成経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      青井勇輝、武田紀子、竹林裕美子、林謙一郎、笠原博幸
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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