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2011 年度 実績報告書

低分子プローブを用いたストリゴラクトン受容と代謝機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J01777
研究機関神戸大学

研究代表者

上野 琴巳  神戸大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(PD)

キーワードストリゴラクトン / 根寄生雑草 / アンタゴニスト
研究概要

ストリゴラクトン(SL)は、根寄生雑草種子の発芽誘導や宿主植物の枝分かれ抑制活性など様々な作用を有する植物由来の化合物群である。SLの基本骨格はエノールエーテルで結合した三環性ラクトンとメチルフラノンから成るが、三環性ラクトン部分は様々な酸化修飾を受けており、それと生合成する植物種との関連性は今のところ見出されていない。そこで本研究では宿主植物におけるSLの生理活性と酸化体の意義を明らかにするため、SL受容体のアンタゴニストや酸化酵素阻害剤を開発し、植物に対する影響を解析することを目的としている。本年度は受容体阻害剤のスクリーニングおよび研究に用いる植物体の選抜を行った。
宿主植物(イネ)や根寄生雑草(Striga hermonthica,Orobanche minor)に対して、高いアゴニスト活性を示さなかった化合物のアンタゴニスト(阻害)活性を調べたが、そのような活性を示す化合物は得られなかった。しかしSLの構造を厳密に認識するStriga gesnerioidesに対して、宿主であるササゲが生合成しているSLと同じ立体を有した化合物はアゴニストとして作用する一方、他の立体異性体はアンタゴニストとして作用することが明らかになった。これに生物種が限定されているものの、SL受容メカニズムにおいてアンタゴニスト活性が確認された初めての報告である。
一方、SLの酸化修飾の意義を確認するためには、SL酸化物を高生産している植物体を選抜する必要がある。そこで様々な植物体を用い簡便にSLを得るための水耕栽培方法及び抽出方法、分析方法を確立した。結果、水耕液回収から分析まで1~2日で行えるようになり、また各SLを主に生合成している植物体を選抜することができた。更に従来の分析方法を改良することで、既知のSLだけでなく未知のSLを生合成する植物を見つけることができるようになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

根寄生雑草種子に対する受容体阻害剤を開発し、宿主植物が生合成するSLの分析系は確立されたが、宿主植物へ投与する化合物の選抜には至っていないため。

今後の研究の推進方策

SL受容体が未だ不明であるため、ドッキングシミュレーションによる受容体阻害剤候補化合物のスクリーニングを行わない。また所有している化合物からも受容体阻害剤を選抜することができなかったため、一旦化合物のスクリーニングは中止する。その代わり、現時点で最も研究が進行しているSL酸化体の生合成・代謝に重点を置くことにし、今年度確立した分析系を用い、in vivoでのSLの代謝を確認する。また同様の試験系を用い、酸化酵素阻害剤のスクリーニングを行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Structural requirements of strigolactones for germination induction of Striga gesnerioides seeds2011

    • 著者名/発表者名
      Kotomi Ueno, et al
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 59 ページ: 9226-9231

    • DOI

      10.1021/jf202418a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ent-2'-epi-orobanchol and its acetate, as germination stimulants for Striga gesnerioides seeds isolated from cowpea and red clover2011

    • 著者名/発表者名
      Kotomi Ueno, et al
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 59 ページ: 10485-10490

    • DOI

      10.1021/jf2024193

    • 査読あり
  • [学会発表] LC-MS/MSによる新奇ストリゴラクトン探索法の確立2012

    • 著者名/発表者名
      上野琴巳, ら
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 根寄生雑草Striga gesnerioides種子の発芽を誘導するストライゴラクトンの構造要求性2011

    • 著者名/発表者名
      上野琴巳, ら
    • 学会等名
      植物化学調節学会第46回大会
    • 発表場所
      宇都宮大学(栃木県)
    • 年月日
      20111101-20111102
  • [学会発表] 根寄生雑草Striga gesnerioides種子発芽刺激物質の立体化学2011

    • 著者名/発表者名
      上野琴巳, ら
    • 学会等名
      第53回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪府)
    • 年月日
      20110927-20110929
  • [学会発表] Structural requirements of strigolactones for induction of germination in root parasitic plants2011

    • 著者名/発表者名
      Kotomi Ueno, et al
    • 学会等名
      International Parasitic Plant Society, 11th World Congress on Parasitic Plants
    • 発表場所
      Martina Franca, Italy
    • 年月日
      20110607-20110612

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公開日: 2013-06-26  

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