植物の感覚と運動に関する化学的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09101001
• 研究機関: 慶応義塾大学
• 研究代表者: 山村 庄亮 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40076708)
• 研究分担者: 横谷 香織 筑波大学, 応用生物化学系, 助手 (10217531) ; 長谷川 宏司 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (70094167) ; 上田 実 慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (60265931) ; 小瀬村 誠治 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (70231313)
• キーワード: 植物の光屈性 / 光誘起成長抑性物質 / オーキシン拮抗作用 / 植物の就眠運動 / 生物時計 / 植物の就眠及び覚醒物質 / サーカディアン・リズム

研究概要

植物の光屈性:光屈性についてはCholodony-Went説が定説となっているが、最近、光屈性の原因として光側に成長抑制物質が生成することが示された。筆者らは、ダイコン、トウモロコシなど数種の植物について光誘起成長抑制物質(光屈性天然分子)を明らかにしてきた。さらに、ヒマワリ、キャベツなどについてもそれぞれ異なった光屈性天然分子を見出し、その生成機構を明らかにした。一方、トウモロコシの光屈性天然分子については、成長を促進するオーキシンと拮抗することもわかり、その標的生体高分子(ABP1:auxin-binding protein)との相互作用を明らかにするために、光親和性標識化合物の合成に成功した。さらに、光屈性反応との関連性が示唆されているSAUR遺伝子をダイコンから単離し、そのプロモーター配列を含む全塩基配列を決定した。
植物の就眠運動と生物時計:一般に、オジギソウやネムノキに代表される多くの植物は、ほぼ一日周期で葉の開閉運動(就眠運動)を行う。この運動は外部の刺激(光、温度など)により影響を受けるが、本質的には体内時計により制御される。従来、「就眠物質は植物に共通」と専門書に記載されているが、筆者らは定説に反して植物の数種によりそれぞれ異なった就眠物質を発見した。また、葉を開かせる物質(覚醒物質)をネムノキ、カワラケツメイ等から単離することに成功した。さらに、植物の就眠運動が就眠物質と覚醒物質のバランスに依存することもin vitro及びin vivoの実験で明らかにすることができた。特に、メドハギの場合、夕方になると、グリコシダーゼが働いて覚醒物質の濃度が減少することも実験的に分子レベルで証明した。

研究成果

• [文献書誌] S.Kosemura: "Design of photoaffinity reagents for labeling the auxin receptor in maize." Tetrahedron Lett.38. 2125-2121 (1997)
• [文献書誌] M.Ueda: "The chemical control of leaf-movement in a nyctinastic plant,Lespedeza cuneata G.Don." Tetrahedron Lett.38. 2497-2500 (1997)
• [文献書誌] M.Ueda: "cis-p-Coumaroylagmatine,the genuine leaf-opening substance of a nyctinastic plant,Albizza julibrissin D." Tetrahedron Lett.38. 3253-3256 (1997)
• [文献書誌] K.Miyamoto: "Inhibition of abscission of bean petiole explants by lepidimoide." J.Plant Growth Regul.16. 7-9 (1997)
• [文献書誌] K.Miyamoto: "Inhibitory effect of lepidimoide on senescence in Avena leaf segments." J.Plant Physiol.150. 133-136 (1997)
• [文献書誌] K.Yokotani-Tomita: "Light-induced auxin-inhibiting substance from sunflower(Helianthus annuus L.)seedlings." Phytochemistry. 46. 503-506 (1997)
• [文献書誌] S.Kosemura: "Light-induced auxin-inhibiting substance from Cabbage(Brassica oleacea L.)Shoots." Tetrahedron Lett.38. 8327-8330 (1997)
• [文献書誌] T.Anai: "Isolation and characterization of an auxin-binding protein gene from radish,and its expression in insect cells." Physiologica Plantarum. 101. 606-611 (1997)
• [文献書誌] K.Yamada: "Exudation of an allelopathic substance lepidimoide from seeds during germination." Plant Growth Regulation. 22. 189-192 (1997)
• [文献書誌] Y.Anai: "Comparison of abpl primary sequences from monocotyledonous and dicotyledonous species." J.Plant Physiol.151. 446-449 (1997)
• [文献書誌] S.Kosemura: "Citreoazopyrone,a novel metabolite of a hybrid strain KO 0011 derived from Penicillum citreo-viride B.IFO 6200 and 4692." Tetrahedron Lett.38. 3025-3026 (1997)
• [文献書誌] S.Kosemura: "Isolation and biosynthetic pathway for citreohybridones from the hybrid strain KO 0031 derived from Penicillum species." Tetrahedron Lett.38. 6221-6224 (1997)
• [文献書誌] S.Kosemura: "Citreospirosteroid,a new metabolite of a hybrid strain KO 0011 derived from Penicillum citeo-viride B.IFO 6200 and 4692." Tetrahedron Lett.38. 7373-7374 (1997)
• [文献書誌] M.Ueda: "The Enzymatic transformation of leaf-movement factor in Lespedeza cuneata G.Don controlled by a biological clock." Chemistry Lett.179-180 (1998)
• [文献書誌] K.Yokotani-Tomita: "Growth-promoting allelopathic substance exuded from germinating Arabidopsis thaliana seeds" Phytochemistry. 47. 1-2 (1998)
• [文献書誌] K.Yamada: "An allelopathic substance exuded from germinating watermelon seeds." Plant Growth Regulation. (in press). (1998)
• [文献書誌] K.Yamada: "Lepidimoide promotes light-induced chlorophyll accumulation in cotyledons of sunflower seedlings." J.Plant Growth Regulation. (in press). (1997)
• [文献書誌] T.Anai: "Nucleotide sequence of oat(Avena sativa L.)cDNA encoding an auxin-binding protein(ABP1)." DNA Sequence. (in press). (1997)
• [文献書誌] T.Anai: "Isolation and characterization of an auxin-inducible SAUR gene from radish seedlings." DNA sequence. (in press). (1998)
• [文献書誌] M.Ueda: "Current Organic Chemistry" Chemical Studies on Plant Movement.(in press), (1998)