植物発生・器官サイズを制御するシトクロムP450酵素の遺伝生化学的研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03746
• 研究機関: 吉備国際大学
• 研究代表者: 桧原 健一郎 吉備国際大学, 農学部, 准教授 (10595713)
• 研究分担者: 大西 利幸 静岡大学, 農学部, 准教授 (60542165)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: シトクロムP450 / CYP78遺伝子 / 植物発生 / 器官サイズ

研究実績の概要

シトクロムP450の1種であるCYP78は、まだ植物発生・成長において重要な役割をもつ未同定な植物ホルモン生産に関与すると考えられいるがそれらが生産する化合物やその物質から派生するシグナル伝達経路については全くわかっていない。本研究は、イネやシロイヌナズナを用い、CYP78が生産する化合物ならびにその下流で働く分子を特定し、CYP78を介した植物の成長制御機構について包括的に理解することを目的とする。今年度は、これまで作成を行ってきたイネ、シロイヌナズナ各植物種のcyp78変異体の単独変異体や様々な二重変異体、多重変異体の表現型解析を実施した。興味深い結果が多数得られたが、その中でもシロイヌナズナに存在する6つのCYP78遺伝子を破壊した六重変異体では胚性致死を示し、CYP78は機能重複性をもち、胚発生初期から植物発生に極めて重要な物質を生産していることを明らかにすることができた。これら変異体の表現型解析、そして昨年度までに得られているSWAP実験や発現解析データをまとめた投稿論文を作成しているところである。 生化学的なCYP78タンパク質の活性を観察するため、シロイヌナズナKLU(CYP78A5)遺伝子を昆虫細胞で発現させ、活性を持つタンパク質を精製できたが、大量精製が困難であったため、大腸菌を用いた系でCYP78タンパク質を精製する系を確立した。しかし、得られたタンパク質は活性は持つものの先行研究で示されていた短鎖脂肪酸の水酸化能を持たなかった。今回得られたCYP78タンパク質の性質については今後のさらなる検証が必要である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rhizotaxis Modulation in Arabidopsis Is Induced by Diffusible Compounds Produced during the Cocultivation of Arabidopsis and the Endophytic Fungus Serendipita indica (2020)
  • 著者名/発表者名: Inaji Aoi、Okazawa Atsushi、Taguchi Taiki、Nakamoto Masatoshi、Katsuyama Nao、Yoshikawa Ryoka、Ohnishi Toshiyuki、Waller Frank、Ohta Daisaku
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 61 ページ: 838～850
  • DOI: 10.1093/pcp/pcaa008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specification of basal region identity after asymmetric zygotic division requires mitogen-activated protein kinase 6 in rice (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto K., Sohonahra S., Kishi-Kaboshi M., Itoh J-i., Hibara K-i., Sato Y., Watanabe T., Abe K., Miyao A., Nosaka-Takahashi M., Suzuki T., Ta N. K., Shimizu-Sato S., Suzuki T., Toyoda A., Takahashi H., Nakazono M., Nagato Y., Hirochika H., Sato Y.
  • 雑誌名: Development 巻: 146 ページ: dev176305
  • DOI: 10.1242/dev.176305
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] オオムギMANY-NODED DWARF遺伝子群による葉間期制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桧原 健一郎, 武田 真, 伊藤 純一
  • 学会等名: 日本育種学会第137回講演会
• [学会発表] イネの生育相転換に関与するqJA1、qJA2が地域適応性に及ぼす効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本 源、渡部 太緒、荒川 恵理、小出 陽平、門田 有希、寺石 政義、伊藤 純一、桧原 健一郎、長戸 康郎、奥本 裕、吉川 貴徳
  • 学会等名: 日本育種学会第137回講演会
• [学会発表] イネ種子のγ-オリザノール含量を規定する候補因子の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 船越 孝之, 桧原 健一郎, 小川 拓水, 手塚 孝弘, 太田 大策, 横井 修司
  • 学会等名: 日本育種学会第137回講演会
• [学会発表] 芋焼酎の香気に関与するサツマイモ由来香気配糖化酵素の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 塚原壮彦, 海山香菜子, 肥塚崇男, 竹本裕之, 竹内純, 大西利幸
  • 学会等名: 第63回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
• [学会発表] バラの香気成分の貯蔵メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 中馬かれん, 肥塚崇男, 小木曽こはる, 勝又章椰, 鈴木秀幸, 竹内純, 轟泰司, 佐藤浩平,間瀬暢之, 竹本裕之, 渡辺修治, 大西利幸
  • 学会等名: 第63回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
• [学会発表] The biosynthetic machinery of rose aroma mono-glucosides. (2019)
  • 著者名/発表者名: Karen Chuman, Koharu Ogiso, Fumiya Katsumat, Takao Koeduka Yukie Ohba, Hideyuki Suzuki, Jun Takeuchi, Yasushi Todoroki, Kouhei Sato, Mase. Watanabe Naoharu and Toshiyuki Ohnishi
  • 学会等名: TERPNET 2019 - The 14th International Meeting on Biosynthesis, Function and Synthetic Biology of Isoprenoid
  • 国際学会
• [学会発表] 胚サイズを制御するシトクロムP450酵素の機能解明に向けた取り組み (2019)
  • 著者名/発表者名: 桧原 健一郎、水野 泉
  • 学会等名: 種子生理生化学研究会第40回年会