ブラシノステロイドの生合成発現調節に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07456056
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 桜井 成 理化学研究所, 植物生活環制御研究室, 主任研究員 (10087562)
• 研究分担者: 藤岡 昭三 理化学研究所, 植物生活環制御研究室, 先任研究員 (60165355)
• キーワード: ブラシノステロイド / 生合成 / ニチニチソウ培養細胞 / アラビドプシス矮性変異株 / ブラシノステロイド欠損変異株

研究概要

1.ブラシノステロイドの新たな生合成経路
ニチニチソウ培養細胞の内生ブラシノステロイドとして、これまでに同定された6位にケトン基をもつ一連のブラシノステロイドのほかに、6-デオキソ系のブラシノステロイドの存在を見い出した。このことは、先に我々が実証した6位がまず酸化されてからブラシノステロイドが生成する経路、"早期C6酸化経路"、とは異なる新たな経路も、この培養細胞で働いていることを示している。重水素ラベルの6-デオキソ系ブラシノステロイド中間体を培養細胞に与え、その代謝をGC-MS分析により追究した結果、6-デオキソティーステロンが、3-デヒドロ-6-デオキソティーステロン、6-デオキソティファステロールを経て6-デオキソカスタステロンに変換された後、6位が酸化されてカスタステロン、ブラシノライドが生成する'後期C6酸化経路"が明かとなった。
2.シロイヌナズナ(アラビドプシス)のブラシノステロイド生合成変異株
最近、ブラシノステロイドを欠損したアラビドプシスの矮性変異株が見い出され、det2変異株については、DET2遺伝子が哺乳動物のステロイド還元酵素とホモロジーのあることが明かにされている。J.Choryのグループと共同研究により、det2変異株と野生株との内生ステロイドを調べたところ、det2ではカンペスタノールのレベルが野生株に比して著しく低く、det2変異株は、ブラシノライド生合成の最初の前躯体であるカンペステロールをカンペスタノールに変換する段階が欠損しているものと推定された。
今後、これら変異株を用いた解析により、ブラシノステロイドの生合成酵素やその発現調節に関して分子レベルでの追究へ展開を図りたい。

研究成果

• [文献書誌] Choi,Y.-H.et al: "A Brassinolide Biosynthetic Pathway via 6-Deoxocastasterone." Phytochemistry. 43. 593-596. (1996)
• [文献書誌] Fujioka,S.et al.: "Identification of Castasterone,6-Deoxocastasterone,Typhasterol and 6-Deoxotyphasterol from the Shoots of Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.37. 1201-1203. (1996)
• [文献書誌] Sakurai,A.et al: "Biosynthetic Pathways of Brassinosteroids." Proceedings of 23rd PGRSA,July 1996,Calgary,Canada. 8- (1996)
• [文献書誌] Li,J.et al: "A Role for Brassinosteroids in Plant Development." Proceedings of 23rd PGRSA,July 1996,Calgary,Canada. 11- (1996)
• [文献書誌] Choi,C.-H.et al: "Biosynthesis of Brassinolide through Late C6-Oxidation Pathway" Phytochemistry. (in press)
• [文献書誌] 桜井成,他: "ステロイド系植物ホルモン・ブラシノステロイドの生合成." バイオサイエンスとインダストリー. 55. 38-40. (1997)
• [文献書誌] Sakurai,A.et al.: "Catharanthus roseus (Vinca rosea) : In Vitro Production of Brassinosteroids." Biotechnology in Agriculture and Forestry,Vol.37 Medicinal and Aromatic Plants IX Y.P.S.Bajaj (Eds.) Berlin Heideruberq : Springer-Verlag., 87-96 (1996)