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根寄生植物による超高感度ストリゴラクトン認識メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05852
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関明治大学

研究代表者

瀬戸 義哉  明治大学, 農学部, 専任准教授 (40620282)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードストリゴラクトン / 根寄生植物 / Striga asiatica / Orobanche minor / 受容体 / Striga hermonthica / 加水分解酵素 / HTL
研究開始時の研究の概要

根寄生植物はアフリカなどの農地において甚大な被害をもたらしている。根寄生植物は、食いつく相手となる植物の根から放出されるストリゴラクトン(SL)と名付けられた化合物によって宿主の存在を認識して発芽する。その際、SLに対して、極めて高い感受性を獲得することにより、宿主となる植物を効率的に見出すことを可能としている。本研究では、根寄生植物におけるSL受容体が如何にして超高感度にSLを認識しているのか、その分子メカニズムの解明に挑戦する。

研究成果の概要

ハマウツボ科の根寄生雑草は、宿主の根から分泌されるストリゴラクトン(SL)分子を高感度に認識することで発芽し、宿主に寄生する。根寄生植物のうち、Striga hermonthicaでは、SL受容体が多数存在することが報告されており、特にそのうちの1つであるShHTL7はSLに対する感受性が極めて高い。本研究では、この高感受性のメカニズムを解明することを最終的な目的とした。感受性の要因を明らかにする目的で、これまでSL受容体の同定がなされていなかったS. asiaticaとOrobanche minorからSL受容体を同定することに成功し、感受性に関与すると思われる候補アミノ酸を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、これまでSL受容体が同定されていなかった2種の根寄生植物から、SL受容体を同定することに成功した。いずれの種においても、SLに対する感受性が高い受容体を1つずつ同定することができており、今後、これらのアミノ酸配列を感受性が高くない受容体のアミノ酸配列と比較することにより、感受性を制御するメカニズムの理解につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] The Salk Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Series of Strigolactone Analogs Derived From Cinnamic Acids as Germination Inducers for Root Parasitic Plants2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Taiki、Kuruma Michio、Seto Yoshiya
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.843362

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tryptophan derivatives regulate the seed germination and radicle growth of a root parasitic plant, Orobanche minor2021

    • 著者名/発表者名
      Kuruma Michio、Suzuki Taiki、Seto Yoshiya
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 128085-128085

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.128085

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand-receptor interactions in plant hormone signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Jun、Fukui Kosuke、Seto Yoshiya、Takaoka Yousuke、Okamoto Masanori
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 号: 2 ページ: 290-306

    • DOI

      10.1111/tpj.15115

    • NAID

      120006941098

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strigolactone biosynthesis, transport and perception2020

    • 著者名/発表者名
      Mashiguchi Kiyoshi、Seto Yoshiya、Yamaguchi Shinjiro
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 号: 2 ページ: 335-350

    • DOI

      10.1111/tpj.15059

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome sequence of Striga asiatica provides insight into the evolution of plant parasitism.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S. et al.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 29 号: 18 ページ: 3041-3052

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.07.086

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ストリゴラクトン様活性分子を生産する微生物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸義哉
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会北海道支部第1回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ケイヒ酸を骨格とした新規ストリゴラクトンアナログの合成2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木泰輝、来馬道生、大杉、佳乃、瀬戸義哉
    • 学会等名
      植物化学調節学会第56回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 根寄生植物の発芽に及ぼすトリプトファン関連分子の作用について2021

    • 著者名/発表者名
      来馬道生、鈴木泰輝、瀬戸義哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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