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2017 年度 実績報告書

寄生植物ストライガの撲滅に向けたケミカルジェネティクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0031
研究機関名古屋大学

研究代表者

土屋 雄一朗  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (00442989)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
キーワードストリゴラクトン / 植物ホルモン / 寄生植物 / ストライガ
研究実績の概要

世界で最も深刻な食糧問題の一つは、ハマウツボ科の寄生植物であるストライガ(Striga hermonthica)によって引き起こされていることが知られている。本研究では、ストライガの撲滅を目指し、種子を強制的に発芽させることで枯死させる自殺発芽剤の開発を行った。植物ホルモンであるストリゴラクトンは、ホスト植物が根から放出するホストファクターであり、ストライガの発芽を刺激する非常に強い活性を持つことが知られている。一方、植物ホルモンとして、作物自身の成長に関わり、また、共生するアーバスキュラー菌根菌とのコミュニケーションにも利用される分子である。ストリゴラクトンをベースとした戦略では、ストライガに選択的に作用する高活性、かつ安価に合成できる化合物の開発が望まれている。本研究では、まず、低分子化合物スクリーニングよりストリゴラクトン様活性を示すシンプルな人工化合物骨格を見出し、そこにストリゴラクトンの活性部位を融合したハイブリット分子(コードネーム:SAMR690)を開発した。当該化合物は高アフィニティーストリゴラクトン受容体であるShHTL7に選択的に作用し、フェムトモーラーレベルでストライガの発芽を刺激する非常に高活性な化合物である。さらに、作物と菌根菌の相互作用、あるいは作物の生育といったストリゴラクトンの有益作用を損なうことなく、ストライガの自殺発芽を誘引することを実験室レベルでの試験で証明した。3ステップという非常にシンプルな合成法で生産できることから、アフリカ現地での実用レベルでの効果が期待される。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      トロント大学
  • [雑誌論文] The dynamics of strigolactone perception in Striga hermonthica: a working hypothesis2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Yuichiro、Yoshimura Masahiko、Hagihara Shinya
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 69 ページ: 2281~2290

    • DOI

      10.1093/jxb/ery061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 寄生植物ストライガにおけるストリゴラクトンの受容機構2017

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一朗
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 52 ページ: 63~69

    • DOI

      10.18978/jscrp.52.2_63

  • [学会発表] Femto-molar stimulants for seed germination in a parasitic plant Striga2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Chemical Biology to combat against a parasitic plant Striga2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      5th Annual South Asia Biosafety Conference (SABC)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの撲滅に向けた化学と生物の融合研究2017

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一朗
    • 学会等名
      天然物化学談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence.2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tsuchiya
    • 学会等名
      2nd Edition of the International Congress on Strigolactones (ICS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 寄生植物ストライガの発芽を制御する人工アゴニストの開発2017

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一朗
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 招待講演
  • [産業財産権] 寄生植物発芽調節剤2017

    • 発明者名
      土屋雄一朗、浦口大輔、大井貴史、木下俊則、桑田啓子
    • 権利者名
      土屋雄一朗、浦口大輔、大井貴史、木下俊則、桑田啓子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-193773

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公開日: 2018-12-17  

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