| 研究課題/領域番号 |
05660044
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
臼井 健二 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (80087585)
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| 研究分担者 |
松本 宏 筑波大学, 応用生物化学系, 助教授 (10199888)
石塚 皓造 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (60101317)
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| キーワード | 除草剤抵抗性 / ニンジン懸濁培養細胞 / スルホニルウレア系除草剤 / イミダゾリノン系除草剤 / アセトラクテート合成酵素(ALS) / 不感受性化 |
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| 研究概要 |
スルホニルウレア系除草剤は分岐アミノ酸生合成の初段階のキーエンザイムのアセトラクテート合成酵素(ALS)を阻害することにより殺草効果を示す。
ニンジン懸濁培養細胞を低濃度のベンスルフロンメチル(BSM)に段階的に数ヵ月間暴露することにより10^<-8>〜10^<-6>Mに抵抗性の細胞を得た。ALS活性は、感受性細胞ではBSMにより強く阻害されたが、抵抗性が進むにつれて総活性が低下すると共に阻害度が小さくなり不感受性化が進んでいた。
10^<-7>M BSM抵抗性細胞の生育はスルホニルウレア系のピラゾスルフロンエチルやイミダゾリノン系のイマザキンに交差抵抗性を示した。ALSの阻害は感受性抵抗性ともBSM、ピラゾスルフロンエチルではピルビン酸に対して非拮抗(混合)型で、イマザキンでは不拮抗型であった。ピルビン酸のミカエルス定数は抵抗性細胞で大きくなる傾向であった。ALS阻害度の差はBSMで約100倍あったが、ピラゾスルフロンエチル、イマザキンでは数倍で交差抵抗性は小さかった。分岐アミノ酸によるフィードバック阻害は両細胞で同程度に見られた。
植物ALSは不安定であり電気泳動での分離ができなかったが、ゲル濾過カラムクロマトグラフィによりALS粗酵素を分離すると主な2つの活性ピークが検出された。2番目のピークはBSM及びアミノ酸により阻害されたが、抵抗性細胞ではBSMによる阻害が小さくなっていた。
BSM抵抗性への薬剤の吸収・代謝要因の寄与はあまり大きくないと考えられた。
以上よりBSM抵抗性はALSのBSM感受性の低下・不感受性化やKmの変化で示される酵素の変異が主要因と考えられる。
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