植物の薬物代謝遺伝子を用いた内分泌攪乱化学物質代謝型新品種の作出

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11460046
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 大川 秀郎 神戸大学, 遺伝子実験センター, 教授 (90233048)
• 研究分担者: 今石 浩正 神戸大学, 遺伝子実験センター, 助教授 (50223318)
• キーワード: ロリウム / ペラルゴン酸 / クロロトルロン / 除草剤多剤耐性 / CYP71R4 / CYP71A11 / CYP71A18 / ブロモキシニル

研究概要

1.タバコの薬物代謝・誘導型P450遺伝子CYP71A11
タバコのCYP71A11遺伝子は2,4-Dなど多くの化学物質で処理した植物体において誘導発現する。生成したCYP71A11は除草剤クロロトルロンのN-脱メチル化を触媒し、除草剤代謝・選択性に関与している。多くの化学物質の内、除草剤ブロモキシニルによる遺伝子誘導発現に係わるプロモーター領域をゲルシフトアッセイにより特定することを試み、ブロモキシニル応答因子を明らかにした。
2.イネ薬物代謝型P450の除草剤代謝
イネから取得したCYP72A18とCYP72A21のcDNAをおのおの酵母に発現し、相当するP450発現酵母ミクロソーム画分を用いて各種除草剤の代謝分析を行った。その結果、CYP72A18は除草剤ペラルゴン酸を代謝することが判明した。代謝産物はω-1水酸化ペラルゴン酸であることを解明した。本代謝物の除草剤活性について検討している。
3.除草剤多剤耐性雑草ロリウム品種のP450遺伝子
ロリウムの除草剤多剤耐性品種WLR2は除草剤クロロトルロンなどの代謝活性が高く、しかも、特異的にCYP71R4を発現している。そこで、本cDNAをクローニングし、酵母に発現し、酵母ミクロソームを用いて除草剤の代謝を測定した。その結果、CYP71R4は除草剤クロロトルロンを代謝した。以上の結果より、ロリウムの多剤耐性には除草剤代謝に係わるP450分子種の発現が係わっていることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] T.Nomura, A.Ishihara, H.Imaishi, T.R.Endo, H.Ohkawa: "Molecular characterization and chromosomal localization of cytochrome P450 genes involved in the biosynthesis of cyclic hydroxamic acids in hexaploid wheat"Mol. Genet. Genomics. 267. 210-217 (2002)
• [文献書誌] T.Yamada, Y.Ohashi, M.Ohsima, H.Inui, N.Shiota, H.Ohkawa, Y.Ohkawa: "Inducible cross-tolerance to herbicides in transgenic potato plants with the rat CYP1A1 gene"Theor. Appl. Genet.. 104. 308-314 (2002)
• [文献書誌] M.Petkova-Andonova, H.Imaishi, H.Ohkawa: "CYP92B1, A Cytochrome P450 Expressed in Petunia Flower Buds, That Catalyzes Monooxidation of Long-Chain Fatty Acids"Bioscience Biotechnology and Biochemistry. 66. 1819-1828 (2002)
• [文献書誌] Y.Yamada, T.Ishige, N.Shiota, H.Inui, H.Ohkawa, Y.Ohkawa: "Enhancement of metabolizing herbicides in young tubers of transgenic potato plants with the rat CYP1A1 gene"Theor. Appl. Genet.. 105. 515-520 (2002)
• [文献書誌] H.Imaishi, H.Ohkawa: "Cytochrome P450 species specifically expressed in flower bads metabolize fatty acids"International Congress Series. 981. (2002)
• [文献書誌] Y.Ohkawa, H.Ohkawa: "Transgenic Rice and Potato Plants Expressing Human Cytochrome P450s Show Cross-Resistance to Herbicides by Detoxifying them"Food & Fertilizer Technology Center, Technical Bulletin. 159. 1-10 (2002)
• [文献書誌] H.Ohkawa: "Strategies for Transgenic Plants Reducing Contamination of Environmental Chemicals"Farming Japan. 36-6. 22-27 (2002)
• [文献書誌] 大川秀郎: "環境モニタリング・汚染浄化植物の開発"バイオサイエンスとインダストリー. 60(3). 186-188 (2002)
• [文献書誌] 大川安信, 大川秀郎: "植物の機能を利用した環境の修復"化学と生物. 40(4). 239-244 (2002)
• [文献書誌] 大川秀郎: "環境負荷化学物質の負荷軽減型作物"農林水産技術研究ジャーナル. 25(4). 38-43 (2002)
• [文献書誌] 大川秀郎, 乾 秀之, 今石浩正: "(株)エス・ティー・エス"第5節農薬等負荷軽減作物、「植物代謝工学ハンドブック」. 492-503 (2002)